Павел Амнуэль - Вселенные: ступени бесконечностей

• Название: Вселенные: ступени бесконечностей
• Автор: Павел Амнуэль
• Жанр: Прочая научная литература

Эта книга — научная фантастика, но это не художественная проза.

Это научно-популярная книга, но большая часть научных идей и достижений, которые она популяризирует, — фантастика.

Книга написана в еще не существующем жанре фантастической научной популяризации. Она рассказывает о науке, зарождающейся на наших глазах. Науке, о которой физики спорят и еще не пришли к общему мнению. Наука эта призвана ответить на фундаментальные вопросы бытия. Живем ли мы в лучшем из миров? Существуют ли вообще другие миры, кроме нашего?

В 2057 году исполнится сто лет со дня выхода из печати статьи американского физика Хью Эверетта, вызвавшей споры, продолжающиеся и в наши дни. В год столетнего юбилея пионерской работы Эверетта выйдет в свет книга, которую вы держите в руках.

Это — фантастика, потому что наука может развиваться не так, как здесь написано. Это — научно-популярная книга будущего, потому что наука может развиваться так, как написано здесь.

Читая эту книгу, помните о том, что фантастический роман Жюля Верна «Робур-завоеватель» вызвал в свое время немалые споры, потому что общепринятым было мнение: аппараты тяжелее воздуха никогда не смогут летать. Не прошло и четверти века — в воздух поднялся самолет братьев Райт…

---

Хэмлин не отвечает в своих работах на вопрос: существует ли многомирие, но факт, что он этот вопрос задает, делает его работы важными вехами на пути многомировой физики. Более того, следующий вопрос, задаваемый Хэмлином, делает его автором и антропного принципа — на несколько десятилетий раньше исследований Идлиса (1958) и Картера (1973). Идеи Хэмлина для своего времени были скорее фантастическими, нежели сугубо физическими. К тому же, автор писал космологические статьи, которыми не интересовались специалисты в области квантовой физики — видимо, по этой причине работы эти остались не замеченными, что, несомненно отразилось и на состоянии эвереттики. Цитирую Хэмлина:

«Поскольку каждая частица описывается своей волновой функцией, то и ансамбли частиц, в том числе Вселенная, тоже могут быть описаны волновыми функциями. Следовательно, Вселенная представляет собой либо фермион, либо бозон… Вселенная может быть описана волновыми функциями Шредингера, как частица, подчиняющаяся статистике Ферми-Дирака».

И далее:

«Поскольку Вселенная — фермион, то отсюда с неизбежностью следует, что определенные классы объектов могут существовать лишь в единственном числе, поскольку возникновение множества (начиная с эн, равного двум) таких объектов (классов объектов) нарушает статистику Ферми-Дирака, которой подчиняется…»

Основываясь на работах Хэмлина, Алкин сформулировал в 2008 году так называемый абсолютный антропный принцип, вызвавший в свое время довольно широкую дискуссию и в результате отвергнутый научным сообществом, что было, как мне представляется, серьезной ошибкой. Разумеется, абсолютный антропный принцип относится к тому типу постулатов, который, как многие уверены, хотя может быть подтвержден или опровергнут в принципе, все же требует для этого времени, сравнимого (или равного) с временем жизни Вселенной, и, следовательно, является вполне умозрительным и скорее психологически важным, нежели физически точным. С этим выводом я согласен, что никак не отменяет необходимости отметить абсолютный антропный принцип как одну из важнейших аксиом многомировой физики. Позволю себе привести довольно большой отрывок из мемуара Алкина — текста скорее литературного, но дающего представление о физической сути явления:

«Тринадцать миллиардов лет Вселенная поддерживала условия нашего выживания. Она и сейчас эти условия поддерживает, расширяясь именно с такой скоростью и таким ускорением, какие нужны, чтобы на Земле сохранялись комфортные для нашей жизни условия. Вселенная такова, да. Она, если говорить по-русски, „заточена“ под нас…

Но если верен абсолютный антропный принцип, получаются два вывода. Первый: во Вселенной существует только один разум — наш. И второй: если Вселенная всегда была именно такой, какая нужна для нашего выживания, то, значит, и в будущем она, Вселенная, будет ограждать человечество от всего, что может нас погубить. Без нас, людей, Вселенная существовать не может. Это абсолютный антропный принцип…

…Вселенную можно описать волновой функцией… Вселенная подчиняется квантовым законам — это, по сути, одна огромная квантовая система, понимаете? А квантовые системы — помните? — бывают двух типов: фермионы и бозоны. Так вот, наша Вселенная — фермион… И что же? В ней не могут существовать системы, которые находятся в одном квантовом состоянии. Звезды светят за счет синтеза атомов и не иначе. Планеты образуются из газо-пылевых облаков и не иначе. И так далее. Одна истина, одна правда. И разум возможен только один. Существование иного разума в нашей Вселенной запрещено квантовыми законами. Вот что на самом деле доказал Хэмлин. Разум на Земле — именно и только на Земле! — должен был возникнуть, возник и будет теперь существовать, пока существует Вселенная. Точка. Даже если случится атомная война, человечество выживет и выйдет в большой космос. Даже если упадет гигантский астероид (а он не упадет, будьте уверены, это противоречило бы абсолютному антропному принципу — такому же закону природы, как закон тяготения!), все равно мы выживем и выйдем в космос.

…— Значит, есть и вселенные… ну… бозоны?

…— Конечно… Есть другие вселенные, не только наша. Собственно, из антропного принципа это следует однозначно. Есть множество, может, даже бесконечное число вселенных с другими законами природы, и наша такова не потому, что Бог приложил усилия, чтобы создать ее именно такой. Нет, просто в Большом взрыве возникло множество разных миров, и мы живем в этом, потому что условия здесь подобрались такие, какие нужно… Есть среди множества вселенных, возникших в Большом взрыве, миры-фермионы и миры-бозоны. Фермионы — вселенные, где всякий класс явлений возникает в единственном варианте: один принцип звездной эволюции, один принцип образования планет, один-единственный разум на всю вселенную. А есть миры-бозоны, где могут сосуществовать и взаимодействовать разные законы природы, разные принципы устройства жизни, и разумов там множество, потому что их возникновению не мешают квантовые законы. Это удивительные миры! Немыслимое разнообразие форм, не то, что в нашей Вселенной!»

Энтузиазм Алкина понятен — как и его пессимистический, как показалось многим физикам, вывод о единственности разума в нашей ветви одного из множества видов многомирий. Вывод, к которому, кстати, еще до работы Алкина пришли физики и астрофизики — правда, исходя не из аксиомы принадлежности нашей Вселенной к мирам-фермионам, а в ходе знаменитой и продолжавшейся несколько десятилетий дискуссии о «полчании космоса». Иосиф Шкловский (1976) был одним из первых, кто постулировал еще в семидесятых годах ХХ века единственность нашего разума во Вселенной (не имея при этом в виду многомировых вариантов, так что в его понимании единственность нашего разума была абсолютной). Алкин придал этой идее, во-первых, статус физического закона, вытекающего из квантово-механической природы мироздания, и во-вторых, фактически подвел исследователей многомирия к идее о необходимости создания инфинитной математики, без которой, как выяснилось впоследствии, невозможно, прежде всего, исследование миров-бозонов, но необходимой и для правильного описания миров-фермионов, где множество разумно ощущаемых реальностей (РОР)[6] тождественно равно множеству существующих в этих РОР разумных наблюдателей с памятью.

Именно статьи Алкина стали переломными в эволюции многомировой физики, хотя у Алкина нет ссылок на работы Эверетта, Линде, Сасскинда, деВитта и др., и ссылается он только на три никем не замеченные статьи Хэмлина. Доказательство (или опровержение) тезиса Хэмлина-Алкина о том, что наша РОР является вселенной-фермионом, так и не получено, к чему есть две причины. Первая: до сих пор никто из физиков не смог даже в первом приближении записать волновую функцию Вселенной в силу очевидных трудностей. А потому и доказать (или опровергнуть) гипотезу, что наша Вселенная является фермионом в квантовом смысле, никто не мог. Решение этой проблемы квантово-механическим путем позволило бы окончательно решить другую до сих пор не решенную теоретическую проблему: существуют ли другие цивилизации в нашей реальности? Если будет доказано, что наша Вселенная — фермион, все попытки обнаружить внеземную цивилизацию или ее следы, обречены на неудачу. И напротив — в случае, если квантово-механические расчеты покажут, что наша Вселенная подчиняется квантовой статистике Бозе-Эйнштейна, то поиски внеземных цивилизаций необходимо вести очень тщательно с полной надеждой на успех.

Проблема не только (и даже, возможно, не столько) в том, что расчет волновой функции Вселенной даже в первом приближении — задача, которая требует усилий лучших современных специалистов (без гарантии получения результата). Вторая проблема в том, что абсолютный антропный принцип Хэмлина-Алкина не стал в сознании исследователей логичным и необходимым следствием сильного антропного принципа и квантово-механического исследования Вселенной. Статьи Алкина остались в тени современной физики, работы Хэмлина можно прочитать или в изложении Алкина, или в библиотеке Кембриджской обсерватории (они даже не были оцифрованы и потому недоступны пользователям Интернета). Я не считаю (как это полагают некоторые мои коллеги), что подобное отношение к трудам Алкина и Хэмлина является примером недобросовестности, замалчивания или какой бы то ни было предвзятости. Все гораздо проще и многократно происходило в истории физики. Исследования Алкина изначально не вызвали большого интереса в силу того, что были опубликованы в мало цитируемом журнале, и, к тому же, в тот год (Alkin P., 2007) большая часть усилий квантовых физиков была направлена на исследования в области струнной и М-теорий. Эпохальная диссертация Эверетта также осталась первоначально не оцененной, хотя руководителем работы молодого физика был сам Уиллер, и лишь почти двадцать лет спустя к этому исследованию было обращено внимание физиков, причем окончательно теория Эверетта была признана еще через четверть века. Надеюсь, что и исследования Алкина-Хэмлина найдут своего читателя, пока же, как мы увидим далее, практическим подтверждением идеи абсолютного антропного принципа является существование Института поводырей.