Коллектив авторов - Современная космология: философские горизонты

• Название: Современная космология: философские горизонты
• Автор: Коллектив авторов
• Издательство: Издательство «Канон+»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-88373-257-7

Книга представляет собой исследование некоторых философских и эпистемологических проблем космологии. Проанализированы философские позиции классиков космологии XX века (А.А. Фридмана и др.), а также ряда выдающихся современных космологов. Космология вовсе не является одной из «иронических наук», какой ее иногда изображают. Физическая реальность в космологии проявляется как выраженная в языке науки фиксация результатов взаимодействия наблюдателя с исследуемым объектом (осуществляемым через средства и условия познания). Смысл этого понятия в контексте данного типа научной рациональности раскрывается истинной теорией. Показано, что космология, по сути, переходит от традиционных методов исследования к нетрадиционным, т. е. совершаются изменения в ее основаниях, навязываемые новыми типами исследуемых объектов. Отмечена необходимость коренного изменения смыслов традиционных понятий в космологии, таких как пространство, время, бесконечность. Проанализированы условия и границы их применимости в рамках новых космологических теорий. Особое внимание уделено новым фундаментальным понятиям, появившимся в космологии за последние годы: Мультиверс (Метавселенная), космологический вакуум, темная материя, темная энергия, ускоренное расширение Вселенной и др. По некоторым проблемам, находящимся на переднем крае современной космологии, ведется дискуссия между авторами книги. Сделана попытка показать эвристическую роль философии в осмыслении указанных проблем.

Книга рассчитана на философов, космологов и всех, интересующихся философскими проблемами современной науки.

---

Однако одно радикальное предложение для качественного отделения прямых наблюдений от непрямых все же существует[286]. Идея состоит в том, чтобы прямыми наблюдениями считать только такие, в которых наблюдается объект, причинно связанный с наблюдателем. Соответственно, только такие прямо наблюдаемые объекты можно считать вполне реальными. Напротив, сведения, которые мы получаем, хоть и посредством наблюдений, но об объектах, которые не могут быть с нами причинно связаны, но существуют только в рамках теоретической модели, правильно описывающей эти наблюдения, следует считать непрямыми, и не следует придавать таким объектам статуса реально существующих. В этом смысле гелий в Проксиме Центавра является реальным, но Мультиверс и параллельные вселенные не являются реальными, так как, по крайней мере в рамках принятых представлений, с ними невозможна причинная связь.

Такая позиция представляется логически безупречной, но если проводить ее вполне последовательно, то она приводит к весьма маргинальной позиции уже не в отношении Мультиверса, а в отношении нашей собственной Вселенной. Действительно, в соответствии со стандартной космологической моделью, основанной на метрике Фридмана-Робертсона-Уокера, которая прекрасно согласуется с наблюдениями, Вселенная глобально является однородной и изотропной. Однако, если мы будем рассматривать в телескоп области пространства, удаленные от нас на очень большие расстояния (несколько миллиардов световых лет), но связанные с нами причинно, то будем смотреть так же и в далекое прошлое, когда Вселенная была гораздо плотнее (на порядок и более), чем сейчас. Поэтому и увидим Вселенную гораздо более плотную, чем в окрестностях нашей Галактики. «Прямые» наблюдения не покажут никакой однородности. Те же удаленные участки Вселенной, которые соответствуют нашему настоящему и которые действительно имеют такую же плотность, как наши ближайшие окрестности (в соответствие со стандартной космологической моделью), отделены от нас огромными пространственно-подобными интервалами и не являются и никогда не будут с нами причинно связанными, поэтому они для нас «не существуют», если пользоваться критерием причинности для определения статуса реальности существования объекта. Таким образом, в соответствии с жестким причинным критерием реальности объекта или «прямоты» наблюдения однородность нашей собственной Вселенной не получает статуса реально существующей и, более того, получает статус некоторого принципиально ненаблюдаемого свойства. Такой вывод логически допустим, но практически кажется неприемлемым, чтобы не сказать — абсурдным.

Поэтому причинный критерий «непосредственной наблюдаемости» вряд ли делает Мультиверс менее реальным. По нашему мнению, степень «реальности» Мультиверса определяется пока в основном степенью достоверности космологических моделей, оперирующих этим понятием. По мере того, как точность и глубина космологических наблюдений будут расти, будет меняться наблюдательный статус различных частных космологических моделей. Некоторые модели будут укреплять свои позиции, другие будут исключены и т. д. Синхронно будет меняться и «статус реальности» Мультиверса.

Таким образом, Мультиверс реален в той же степени, в какой реальна крупномасштабная однородность Вселенной стандартной космологии. Различие, конечно, существует в степени обоснованности теоретических моделей, поддерживающих эти понятия, но эти различия не являются такими уж принципиальными.

Можно указать на еще одну полезную аналогию. Многие разделы теоретической физики, включая специальную и общую теорию относительности, да и саму стандартную космологию, рассматривают единый пространственно-временной континуум, заполненный точками-событиями, в котором нет выделенного понятия настоящего, прошлого и будущего. Такое деление существует только по отношению к каждому отдельному событию этого континуума, но все точки-события в континууме равноправны. В этом смысле, будущее существует столь же реально (или, лучше сказать — актуально), как настоящее или прошлое. Но наблюдатель не имеет причинной связи ни со своим будущим, ни, тем более, с точками континуума, которые навсегда останутся отделены от него пространственно-подобными интервалами. Мультиверс реален для нас в той же степени, как будущее или как пространственно-отделенные точки континуума. Если мы хотим считать такие точки реальными, нет никаких оснований считать нереальным Мультиверс. Но, еще раз повторим, никакая логика не может заставить считать их реальными. Скорее, это вопрос психологического или философского выбора.

Однако возможен и иной поворот событий. Может быть обнаружена возможность реальной причинной (или, в каком-нибудь смысле, обобщенно-причинной) связи между разными «параллельными» вселенными. Например, в контексте классического Мультиверса хаотической инфляции и других подобных концепций за такую причинную связь могут отвечать различные топологические дефекты пространства-времени вроде «кротовых нор[287]»; в контексте квантового эвереттовского Мультиверса рассматривается механизм связи между отдельными ветвями квантовой вселенной, связанный со свойствами (или, лучше сказать, с сущностью) сознания2, но могут появиться и другие неожиданные идеи или возможности. Если это произойдет, что никак нельзя исключить, то аргумент, связанный с отсутствием причинной связи между параллельными вселенными, перестанет работать, и Мультиверс станет такой же реальностью, как и окружающие нас звезды.

4. Вероятностная интерпретация антропного принципа и перспективы эволюции в нашей Вселенной и в Мультиверсе

Будем далее предполагать реальность Мультиверса в указанном выше смысле. При всем многообразии подходов к концепции Мультиверса[288], почти все они обладают одной общей особенностью. Получается, что отдельных локальных вселенных должно быть чрезвычайно много. Фактически — настолько много, что без большой ошибки можно считать, что их имеется актуально бесконечное количество. Это обстоятельство имеет важное следствие.

Можно ли на множестве локальных вселенных определить распределение вероятностей таких вселенных по их свойствам? Вопрос о возможности определения вероятностной меры на вселенных Мультиверса далеко не тривиален, так как такой мере, во всяком случае, невозможно придать ясного операционального смысла (в отличие от обычной вероятности, апеллирующей к понятию испытания, частоты и т. д.). Будем исходить из интуитивного представления о вероятности, предполагая, что оно может быть уточнено в рамках теории Мультиверса. Если существует нечто вроде непрерывного распределения вероятностей по различным типам вселенных в Мультиверсе (что разумно предполагать), и если хотя бы со сколь угодно малой вероятностью на какой-нибудь локальной вселенной может реализоваться некоторое интересное свойство, то оно обязательно будет реализовано где-то в Мультиверсе, причем много раз. Это следует из «актуальной бесконечности» числа вселенных в Мультиверсе, о чем мы упомянули выше. Запомним этот важный вывод, сейчас нам придется им воспользоваться.

На пути от первичной плазмы Большого взрыва к разуму в нашей Вселенной мы имеем довольно длинную цепочку качественно различных ступеней эволюции материи. Априори ниоткуда не следует, что эта цепочка принципиально качественно ограничена тем состоянием дел, которое мы сейчас наблюдаем на планете Земля и в обозримых окрестностях. С чего бы? Более того, примерно так, как на некотором этапе химическая эволюция породила жизнь, а эволюция жизни породила разум, невозможно исключить, что на пути дальнейшего прогрессивного развития разум породит какие-то настолько продвинутые формы существования материи, которые и разумом-то назвать нельзя. Мы подробно писали об этом[289], поэтому здесь не будем останавливаться на деталях этой интересной темы. Важно, что если такие сценарии принципиально возможны, даже с исчезающе малой вероятностью, то они обязательно реализуются где-то в Мультиверсе. Вопрос, которого мы хотим коснуться здесь, состоит в следующем: что можно сказать о возможности реализации подобного сценария именно в нашей Вселенной?

При обсуждении этого вопроса мы сначала будем исходить из рассмотренного ниже индуктивного рассуждения, которое приведем не со всей необходимой детальностью, а, скорее, в виде некоторой возможной исследовательской программы. Для того, чтобы такую программу «довести до ума», требуется еще много работы.

Как уже упоминалось, для того, чтобы во Вселенной могли образоваться сложные формы материи, фундаментальные физические постоянные должны иметь очень специальные значения. При этом, чем дальше может зайти эволюция в сторону усложнения материи, тем более точная настройка физических постоянных для этого требуется. Строго говоря, это утверждение требует детального количественного исследования, но в общих чертах оно представляется довольно ясным. Действительно, для того, чтобы могли образоваться составные частицы вроде протонов и нейтронов, не требуется тонкая настройка массы протона и нейтрона, необходимая для образования стабильных атомов водорода. Для того, чтобы могли образоваться стабильные атомы водорода, не требуется дополнительная тонкая настройка, благодаря которой ядро углерода-12 имеет возбужденное состояние с энергией 7,65 МэВ, позволяющее в звездах нарабатываться тяжелым химическим элементам. И так далее (детали, относящиеся к предбиологической, биологической и т. д. эволюции не совсем ясны, этот вопрос требует изучения). Таким образом, чем «хуже» настроены физические постоянные, тем раньше обрывается прогрессивная эволюция. Это более или менее понятно для относительно невысоких ступеней неорганической эволюции (см. примеры, приведенные выше). Наше индуктивное предположение состоит в том, что это также справедливо для сколь угодно высоких ступеней организации материи. Таким образом, чем выше уровень организации материи, который может быть достигнут в некоторой локальной вселенной, тем более специальными физическими условиями должна обладать такая вселенная, и тем меньше вероятность появления такой вселенной в Мультиверсе.