Почему?
Известно, что наша вселенная расширяется. И расширение вселенной описыв
ается фридмановской теорией, теорией расширяющейся вселенной. Но, вообщ
е говоря, мы в науке привыкли, что теория дает одну модель для одного объек
та, а фридмановская теория дает бесчисленное множество, континуум модел
ей для нашей расширяющейся вселенной, метагалактики Ц это уже неувязка
. Много раз пытались объяснить эту неувязку Ц почему этих моделей много?
Как выбрать начальное условие для расширяющейся вселенной? Ответ был та
ков. Нужно выбрать начальные условия таким образом, чтобы они были совме
стимы с фактом существования человека. Такова первоначальная постанов
ка проблемы, в наше время.
Когда лет 30-40 назад, в 60-е годы прошлого века, этот вопрос был поставлен, он вы
звал невероятный бум. Невероятный бум. Например, английский космолог Дэв
ис сказал: «У меня есть ощущение, что происходит нечто невероятное в наук
е. Совершенно новые проблемы, новые объяснения. Антропный принцип Ц это
не физический принцип. Это принцип какой-то надфизический», Ц сказал он.

Антропный принцип призван ответить на вопрос, почему вселенная такова, к
акой мы ее наблюдаем. Есть два подхода к решению этого вопроса. Первый зву
чит так: если бы вселенная была бы другой, если бы ее свойства были немного
иными, чем мы их наблюдаем, мы просто не существовали бы. И некому было бы с
удить о вселенной. Это первый подход. Его придерживаются очень многие ко
смологи и астрофизики. Другой подход: вселенная такова, какой мы ее наблю
даем, потому что существует человек. Этот ответ немножко двусмысленный,
немножко загадочный.
Английский космолог и математик Брендон Картер, обсуждая эти проблемы, в
ыдвинул антропный принцип, который он сформулировал в виде двух принцип
ов Ц слабого и сильного. Антропный принцип звучит так: то, что мы ожидаем
наблюдать во вселенной, должно быть совместимо с условиями нашего сущес
твования как наблюдателей. Вы скажете: это тривиально. Да, конечно. Но силь
ный принцип звучит уже не тривиально: Вселенная должна быть такой, чтобы
в ней на некотором этапе ее эволюции было возможным появление человека.
Вот из-за этого сильного антропного принципа и развернулись те дискусси
и, которые продолжались многие десятилетия, и только сейчас начинают сти
хать.
Фактически, выяснилось, что эти проблемы отнюдь не новы, они уже в древней
философии развивались, они обсуждались и великим английским естествои
спытателем Уоллесом, в конце 19 века. Уоллес пришел к выводу, что вся эта все
ленная, со всеми ее величественными закономерностями, была необходима д
ля того, чтобы на Земле возникла жизнь. То есть проблема вот в чем: человек
есть неотъемлемая часть вселенной, мы неотделимы от нее. Древняя идея, чт
о человек Ц это микрокосм в составе макрокосма, эта идея находит сейчас
выражение точным языком космологии. Такова проблема.
Уоллес выдвинул два типа объяснений. Почему вся вселенная, которую мы на
блюдаем, необходима для того, чтобы мы с вами могли бы существовать. Он ска
зал, что и материалист, и человек верующий, каждый по-своему легко справит
ся с этой проблемой. Материалист будет говорить, что все есть дело случая.
Человек верующий, к каковым Уоллес относил самого себя, будет считать, чт
о человек это есть цель, предзаложенная высшим трансцендентным существ
ом, цель, ради которой и развивается вселенная, потому в ней все так хорошо
и подогнано.
Но в наше время, в 50-60-70 годы эта проблема перешла в некий новый план, в план п
роблемы фундаментальных физических констант. Был установлен такой физ
ический принцип (это не антропный еще принцип, это физический принцип), со
гласно которому ряд фундаментальных констант, которые установлены сов
ременной наукой, так тонко подогнаны друг к другу, что малейшее изменени
е хотя бы одной из них привело бы к другой вселенной. Вселенная оказалась
бы совершенно иной, чем мы ее наблюдаем. Получалось некое возвращение к п
ифагорейской идее о том, что в основе мира лежит число.
Но всегда возникает вопрос, какие же это константы? Здесь на экране они вы
писаны. Иногда добавляют к ним некоторые другие константы. Но фактически
речь идет о массах трех элементарных частиц, образующих нашу вселенную.
Масса электрона, масса нейтрона и масса протона, важна их разница, затем и
дут 4 константы фундаментальных физических взаимодействий. Константа э
лектромагнитного взаимодействия, константа сильного взаимодействия, к
онстанта слабого взаимодействия; сильное Ц слабое Ц это ядерное взаим
одействие. Константа гравитационного взаимодействия. И, наконец, размер
ность пространства, она, как известно, равна 3.
Что выяснили физики путем тщательного анализа? Мы не физики с Андреем Ни
колаевичем, мы в физическую сторону вдаваться не будем, скажем только сл
едующее. Если бы масса электрона была бы больше, чем она есть всего лишь в 2,5
-3 раза, то во вселенной проходили бы совершенно другие типы ядерных реакц
ий, чем они есть, не было бы, возможно, образования сложных структур. Таким
образом, если бы константы были чуть-чуть иными (для электрона это чуть-ч
уть Ц 2,5-3 раза, для разницы масс нейтрона и протона Ц в 1,6 раза), то, опять-так
и, сложные структуры не могли бы образоваться. То же касается различных в
заимодействий. А что касается размерности пространства, то если бы прост
ранство было, представим себе, двумерным, мы не могли бы с вами в нем сущес
твовать. А если бы оно было не трехмерным, а четырехмерным и более, то не мо
гли бы существовать устойчивые орбиты. Планеты падали бы на звезды или у
летали бы в бесконечность.
Короче, если бы этот набор констант, к которому, повторяю, добавляют иногд
а и некоторые другие, скажем, скорость расширения нашей метагалактики, е
е среднюю плотность (а некоторые авторы выбирают свой набор констант в д
ополнение к этому), то вселенная была бы совсем иной. В ней бы не было ни ато
мов, ни ядер атомов, ни звезд, ни галактик. Существует, таким образом, тонча
йшая подгонка этих фундаментальных констант друг к другу. Их изменение п
ривело бы к другой вселенной, в которой человеку бы не было места. Это лезв
ие бритвы, по которой прошла наша вселенная, оно просто поразительно. Ник
то никогда не думал, что эта игра констант может быть столь тонкой. И космо
логи, физики, астрономы задумались над этой проблемой. Таким образом я от
ветил бы на ваш вопрос. Ощущается ли проблема в такой постановке?
А.Г. Разумеется, ощущается.
В.К. А далее два объяснения, которые были названы. Одно объясне
ние такое. Мы можем наблюдать не всякую по своим свойствам вселенную, пот
ому что только в такой вселенной мы можем существовать. Второе объяснени
е Ц вселенная такова, какую мы наблюдаем, потому что существует человек
Ц как некая цель или по некоторым другим причинам. Есть принцип соучаст
ия, который телеологию, цель не вводит. Но все равно без человека, в отсутс
твие человека вселенная была бы другой.
Я думаю, что главным является именно сильный антропный принцип Ц вселен
ная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе ее развития допуска
лось существование наблюдателей. Эта формулировка Брендона Картера. И о
на-то своей неожиданностью, экстравагантностью вызвала огромные споры.
Прежде всего, модальность долженствования не свойственна научному при
нципу. Это некое требование к природе, и это очень странно. Вокруг этой фор
мулировки и развернулись всевозможные споры.
Андрей Павленко: Я со своей стороны, хотел бы несколько снизит
ь градус восхищения антропной аргументацией или, говоря более мягко, как
-то ограничить сферу его универсальности. И в этой связи дополнить сказа
нное уже Владимиром Васильевичем.
Здесь, с моей точки зрения, следовало бы различить фактическую сторону д
ела и ту, которую мы называем философской интерпретацией этого принципа
. Фактическая сторона очень конкретна, то есть она связана с конкретными
людьми, конкретным временем, а в самой физике она связана с решением каки
х-то конкретных физических проблем. Дело в то, что в космологии начала 20 ве
ка, вслед за подтверждением Э. Хабблом нестационарной модели Фридмана в
1928 году, появляется очень большое количество интерпретаций этого открыт
ия. Некоторые исследователи оценивали его позитивно, как реальное событ
ие, другие исследователи говорили, что открытие Хаббла не подтверждает н
естационарную модель Фридмана, и приводили ряд физических аргументов. В
результате этой неоднозначности в оценке открытия Хаббла, 30-40 годы прошл
ого столетия характеризуются некоторым откатом от нестационарных моде
лей. И в космологию приходят так называемые статичные модели, то есть мод
ели, которые описывают не эволюционирующий мир, как это было у Фридмана. Э
то модели Хойла, Дикке, Бонди и других исследователей.
В.К. Стационарная вселенная.
А.П. Да, модели стационарной вселенной.
В такой ситуации, а также в связи с тем, что не было точной оценки возраста
вселенной после открытия Хаббла, было не совсем понятно для самих космол
огов, как определить или с той или иной степенью точностьи датировать во
зраст нашей наблюдаемой вселенной. Возрасты предполагались самые неве
роятные Ц от возраста, который совпадал с возрастом Земли, что было бы со
вершенно нелепостью, до каких-то совершенно невероятных значений.
В.К. И даже меньше, 2 миллиарда лет было первоначально.
А.П. По радиоактивному методу возраст определялся равным приб
лизительно 4,5 миллиардам лет.
И тогда физику Дикке приходит в голову совершенно фантастическая идея. О
н поставил перед собой задачу: на каком основании из всего множества эти
х моделей выбрать наиболее реалистическую, то есть ту, которая описывает
наблюдаемую вселенную, с одной стороны, а с другой Ц дает адекватную оце
нку её возраста. Ему приходит в голову поразительная идея. В самом деле, вс
еленная, если мы признаем, что она эволюционировала, должна была бы пройт
и такие стадии эволюции, о которых упоминал Владимир Васильевич, которые
бы позволили на некотором этапе ее эволюции возникнуть наблюдателю. Дик
ке в своей статье, посвященной антропной аргументации в 1961 году в журнале
«Nature» так и говорит: «Вселенная должна была бы эволюционировать так, чтобы
возникли физики, которые могли бы это осознать».
Поэтому, исторически, выдвижение антропной аргументации было сделано с
амим физиком, это есть некоторый апофеоз физического знания. То есть все
ленная проэволюционировала вплоть до физиков и, конкретно, до Дикке, кот
орый смог это осознать. И это, конечно, было очень серьезным достижением. В
то время была дискуссия в связи с этим. Дикке полемизировал с другими физ
иками, например, с Полем Дираком и так далее.
В этой связи, я бы хотел обратить внимание еще и вот на какой любопытный фа
кт: независимо от Дикке в 1957 наш советский, а теперь уже российский ученый Г
ригорий Моисеевич Идлис, живя в Казахстане, опубликовал в местном академ
ическом журнале статью с аналогичными идеями. И поэтому, если мы откроем
такую известную книгу, как «Атропный космологический принцип», опублик
ованную Типлером и Барроу в 1986 году, то Идлис там упоминается в качестве од
ного из родоначальников этой идеи.
Это означает, что идея, в каком-то смысле, витала уже в воздухе. И люди живя
и работая в совершенно разных местах Ц ведь Советский Союз был все-таки
отрезан информационно Ц приходили к схожим выводам. Но уже в 73 году, то ес
ть приблизительно через 14-15 лет после того, как Дикке эту идею высказал, Бр
ендон Картер предложил уже в явной форме две формулировки принципа на Кр
аковском конгрессе, которые стали классическим определением слабого и
сильного антропного принципа.
Но Картер ведь тоже не на пустом месте предлагал эти принципы. В докладе о
н говорит следующим образом: до науки 20 века в физике и в космологии госпо
дствовал принцип Коперника. В соответствии с этим принципом наблюдател
ь не занимает никакого привилегированного места. Почему? Потому что Копе
рнику этот принцип был жизненно необходим, ибо если бы он не опирался на э
тот принцип, было бы чрезвычайно трудно убедить своих оппонентов в том, ч
то верна гелиоцентрическая модель. Он не мог апеллировать к чувственно в
оспринимаемым результатам. Почему? Потому что на протяжении, практическ
и, 2-х с небольшим тысяч лет, человечество, уже зная модель Аристарха Самос
ского о том, что Солнце находится в центре мира, тем не менее, эту модель не
принимала. Почему? Потому что она никак не согласовывалась с чувственным
и наблюдениями. То есть нужно было отказаться от привилегированности зе
много наблюдателя.
И вот поэтому Коперник утверждает этот принцип в своей работе «Об обраще
ниях небесных сфер» и в некоторых других Ц в «Малом комментарии» и так д
алее. Поэтому Брендон Картер говорит (это четко у него зафиксировано в сл
абом принципе), что все-таки в каком-то смысле наблюдатель занимает приви
легированное положение. В каком смысле? В том смысле, что его существован
ие совпадает с существованием вселенной, и таким образом здесь нет того,
на что указывал Владимир Васильевич, нет жесткого долженствования. Есть
такое совпадение.
А сильный принцип действительно говорит о том, что вселенная должна на н
екотором этапе эволюции допускать существование наблюдателя. Если пер
вый принцип просто констатирует некоторые совпадения качеств наблюдат
еля и окружающего мира, что, в общем, само по себе является тривиальным, то
сильный принцип уже как бы выходит за рамки науки, и в строгом смысле очен
ь многие ученые Ц физики и космологи Ц конечно, к нему относились остор
ожно.
В.К. Крайне отрицательно! Считали его ненаучным.
А.П. Но не все. Все-таки были такие крупные физики, как Стивен Хо
кинг, которые пытались его каким-то образом все-таки применить. Но в чем б
ыла прелесть слабого принципа? В том, что качества вселенной совместимы
с существованием наблюдателя. Это сразу развязывало руки физикам и косм
ологам в отбраковке нереалистических моделей. Почему? Раз ваша теория ил
и модель (теория Ц это уже сформировавшаяся модель, получившая подтверж
дение) не допускает появления на таком-то этапе, скажем, во вселенной в во
зрасте около 14-15 миллиардов лет существования наблюдателя, подобного зем
ному, значит, она нереалистична. И это вполне естественно. То есть принцип
, безусловно, имел какое-то выбраковочное значение.
Но я бы хотел все-таки здесь обратить внимание на некоторые нетривиальн
ые моменты, связанные с этим принципом, с моей точки зрения, на моменты, ко
торые имеют сугубо философскую природу, а не физическую. Как уже сказал В
ладимир Васильевич, мы физику оставляем физикам. Заключаются они вот в ч
ем, с моей точки зрения.
Первое. Владимир Васильевич здесь говорил о некоторых константах, котор
ые известны современной науке. Некоторые он упомянул, а о некоторых толь
ко вскользь рассказал. Так вот, некоторые константы все-таки были извест
ны, например, в 18 веке. Скажем, Ньютону уже была известна гравитационная ко
нстанта. В 18 веке, даже в конце 17-го, уже измерили скорость света, то есть, зна
ли, что скорость света имеет строго определенное значение. Возникает воп
рос, а почему в 18 веке никому в голову такая идея не пришла? Такой чисто фило
софский вопрос.
Другой момент, очень с моей точки зрения интересный, заключается в следу
ющем. Постановка этой проблемы в связи с антропным принципом, естественн
о, стала возможной только после того, как в науку пришла так называемая эв
олюционная теория вселенной Фридмана, или теория эволюционирующей все
ленной Фридмана. Которая, раз уж она имеет место быть, и раз она получила д
ва очень известных подтверждения, то естественным образом возникает во
прос, что раз нечто имеет начало, то, стало быть, оно должно иметь и конец. И
таким образом здесь своеобразная роль наблюдателя, который оказываетс
я зависимым от свойств вселенной. Без этой эволюционирующей теории, теор
ии эволюционирующей вселенной, конечно, антропный принцип не имел бы так
ого значения, такого резонанса, который он получает.
И еще один очень важный момент, без чего, безусловно, мы до конца не поняли
бы или не осветили в достаточной степени его значения. Он заключается в с
ледующем. Дело в том, что сам принцип Коперника, на который ссылается Брен
дон Картер в своей краковской речи или краковском докладе, он сам являлс
я своеобразной антитезой, или противопоставлением, античному принципу,
зафиксированному в явной форме у Платона в «Тимее».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24