Библиотека    Новые поступления    Словарь    Карта сайтов    Ссылки






назад содержание далее

Часть 7.

4. Слабый антропный принцип

Слабый АП не вызывал особых дискуссий, вокруг него - в отличие, например, от сильного АП - научные страсти не кипели. Это понятно: ключевая для слабого АП идея о выделенности эпохи существования во Вселенной наблюдателя была всегда очевидной с точки зрения релятивистской космологии (хотя и не называлась принципом). Но дает ли слабый АП удовлетворительное объяснение совпадениям БЧ, или же не стоит принебрегать и другими возможными объяснениями ?

Формулировка слабого АП, данная Картером, звучит так: „наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием как наблюдателей” [16, c. 372]. Некоторые авторы считают ее тривиальной. На наш взгляд, она скорее не очень ясная.

Контекст слабого АП был четко очерчен самим Картером: показать, что совпадения БЧ, которые стремились обратить в свою пользу „экзотические” космологические теории, можно объяснить и с фридмановских позиций. Как считали П. Дирак и П. Иордан, поскольку совпадения БЧ имеют место всегда, а космологические параметры, входящие в соответствующие комбинации чисел, меняется, то должны меняться и некоторые фундаментальные физические величины; но такая идея резко противоречит современной физической парадигме. Устранить это противоречие и призван слабый АП. Обоснование совпадений БЧ по Картеру состоит в следующем. Эти совпадения имеют место не всегда, а только в определенную эпоху - ту же самую, что и эпоха „нашего существования как наблюдателей”. В другие эпохи эволюции Вселенной совпадений БЧ не будет, но этого никто не сможет наблюдать. Более того, согласно Картеру, обычная физика могла бы даже заранее, до наблюдений, предсказать эти совпадения - для этого как раз и нужен антропный принцип.

Таким образом, слабый АП стремится объяснить будоражащий исследователей вывод науки - совпадения БЧ, самым обычным, тривиальным, хорошо известным, даже классической физике, способом. Но является ли ссылка на существование познающего субъекта, наблюдателя, необходимой для объяснения названных совпадений или же для этого вполне достаточно отметить выделенность определенной эпохи эволюции Вселенной безотносительно к наблюдателю? Ответ на этот вопрос вытекает из анализа структуры слабого АП, включающей по крайней мере два уровня интерпретации.

1) Уровень физической картины мира (ФКМ): совпадение некоторых БЧ имеет место лишь в определенную эпоху эволюции Вселенной, которая по порядку величины оказывается равной времени жизни типичной звезды на так называемой главной последовательности диаграммы звездных расстояний Герцшпрунга-Рессела. Это совпадение, объясняемое современной теорией звездной эволюции, имеет место независимо от того, наблюдается ли оно, или нет. Иными словами, выделение эпохи, для которой характерно совпадение БЧ, объясняется, как и принято в процедуре современного научного объяснения, ссылкой на современные космологические и астрофизические теории;

2) более общий уровень НКМ: человек, наблюдатель смог появиться в нашей Вселенной лишь в ту же самую эпоху, в ходе процессов космической эволюции (не только астрофизических, но и химических, геологических, биологических) лишь после того, как были созданы предпосылки для его возникновения; а это прошло как раз в эпоху, для которой имеют место совпадения БЧ. Этот уровень интерпретации, очевидно, выходит за собственно астрофизические рамки. На этом уровне слабого АП, собственно говоря, и происходит объяснение некоторых свойств нашей Вселенной - принципа совпадения БЧ;

3) философско-мировоззренческий уровень интерпретации в слабом АП, на первый взгляд, не развит. Однако нет какой-то резкой границы между слабым и сильным АП, в структуре которого философско-мировоззренческий уровень является важнейшим. Тем самым и слабый АП включается в социокультурный контекст.

В свете сказанного, аргумент, согласно которому иную эпоху космологической эволюции некому было бы наблюдать и, значит, задать вопрос, почему Вселенная такова, какой мы ее наблюдаем, выглядит скорее данью определенному научному жаргону. Ведь слабый АП - неквантовый, он исходит из классического идеала описания явлений во Вселенной. Значит, с этой точки зрения, ссылка на наблюдателя в слабом АП не более необходима, чем в классической науке. Является ли это объяснение настолько надежным, что поиски всяких иных вариантов объяснения могли бы, как писал Р. Дике, направить исследователей по ложному пути? Такое высказывание кажется, конечно, удивительным в сфере космологии, которую иногда считают „принципиально политеоретической” наукой. На самом деле, эвристичность объяснения, предлагаемого слабым АП, зависит конечно от оценки теорий, на которых оно основывается (фридмановская космология, теория звездной эволюции). С нашей точки зрения, говорить о его окончательном характере пока еще рано.

5. Сильный АП

Наибольшие споры вызывает, несомненно, сильный АП, некоторые из его интерпретаций могут рассматриваться как антропные в собственном смысле слова и выходящие в сферу постнеклассической науки. Однако необычность этих интерпретаций, свойственный некоторым из них, по словам П. Девиса, „отход от традиционной концепции научного объяснения” вызывают стремление „освободить” сильный АП от „метафизического контекста”, сохранив в нем только то, что согласуется с неклассической физикой.

Вот формулировка сильного АП, выдвинутая Б. Картером: „...Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей. Перефразируя Декарта: „Cogito ergo mundus talis est” [16, c.373]. Это пояснение - действительно антропный аргумент, а не физический принцип.

Цитированная формулировка сильного АП, несомненно, очень многозначна; включаясь в различные контексты (как научные, так и философско-мировоззренческие), она допускает целый спектр совершенно различных интерпретаций, в том числе выходящих за рамки оснований современной науки. Неоднократно отмечалась многозначность выражения „Вселенная должна быть такой...” Допустимо ли формулировать научные принципы по аналогии с принципами этическими, или же термин „должна” следует понимать в каком-то особом смысле? Не состоит ли смысл сильного АП в том, что человек, наблюдатель - некая цель, которая осуществляется в ходе эволюции Вселенной?

Несомненно, именно близость формулировки сильного АП телеологическим и теологическим идеям и вызвала „антропный бум”. Многие авторы стали проводить аналогию между АП и одним из самых известных доказательств существования Бога: „аргументом от замысла”. Мир очень сложен, его части настолько тонко подстроены друг к другу, что нельзя избежать заключения: мир есть „произведение разумного конструктора”. Именно этот аргумент в связи с АП использовал Ф. Хойл: „Здравая интерпретация фактов дает возможность предположить, что в физике, а также химии и биологии экспериментировал „сверхинтеллект” и что в природе нет слепых сил, заслуживающих внимания” (цит. по: [19, c. 141]). Хойл писал также: „Для теолога антропные свойства выглядят подтверждением веры в Творца, спроектировавшего мир так, чтобы удовлетворить в точности нашим требованиям; и этим для теолога проблема исчерпывается” [26, c. 220]. Дж. Лесли писал, что для того, чтобы жизнь в нашей Вселенной могла, по его словам, „балансировать на лезвии бритвы” нужна была „меткость эксперта” [27, p. 150].

Значительная распространенность подобной интерпретации сильного АП привела некоторых авторов к выводу, что смысл этого принципа полностью охватывается теологическими и телеологическими интерпретациями, неотделим от них. Например, Д.Я. Мартынов отмечал: „мы считаем, что АП неприемлем для материализма...” [28, c. 64]. Но это, конечно, неверно и были предложены вполне материалистические интерпретации сильного АП. И.С. Шкловский пояснял одну из них следующими словами: „Точка зрения, согласно которой мы наблюдаем Вселенную именно такой, какая она есть просто потому, что мы существует и в другой Вселенной существовать не могли бы, получила название „антропный принцип”. Сущность его в том, что жизнь (в частности, мы с вами) - неотъемлемая часть Вселенной, естественное следствие ее эволюции. Вселенная не есть нечто внешнее по отношению к жизни; с полным основанием можно сказать: „Вселенная - это мы”. Поэтому не надо удивляться, что она так прекрасно приспособлена для жизни” [29, c. 245-246]. Такая интерпретация сильного АП, разумеется, придает ему совершенно иной смысл, чем аналогия с „аргументом от замысла”. Иными словами, вновь подтверждается цитированное высказывание Уоллеса: сторонники разных философско-мировоззренческих ориентаций, каждый по-своему, вполне справляются с проблемами, которые перед ними ставит сильный АП.

Каков же все-таки научный статус сильного АП, как следует относиться к выдвигаемым на его основе объяснениям того, почему Вселенная такова, какой мы ее наблюдаем? Отметим лишь следующие моменты.

Во-первых, цитированная формулировка сильного АП очень необычна, даже экстравагантна: а) ссылка на человека в структуре космологического объяснения всегда казалась чем-то, выходящим за границы принятых эталонов научности. Прежние идеи такого рода лишь потому не вызывали сенсаций, что оставались практически незамеченными. Но на этот раз они вызвали совершенно беспрецедентный всплеск эмоций; б) модальность долженствования отнюдь не свойственна научным принципам - в отличие, например, от этических, если, конечно, не прибегать к ухищрениям, ослабляющим или меняющим смысл выражения „Вселенная должна”; в) определенное сходство между сильным АП и „аргументом от замысла” делало его еще более необычным, усиливая социокультурное звучание этого принципа.

Во-вторых, многозначность формулировки сильного АП оказывается (гораздо большая, чем в случае других принципов науки) создается прежде всего философско-мировоззренческими интерпретациями сильного АП, примеры которых были приведены выше. Она давала повод вообще считать сильный АП философским. Тем не менее анализ этого принципа выявляет в нем и другие, научные смыслы.

В-третьих, многозначность интерпретации сильного АП дополняется выходящей далеко за рамки принятого в языке науки метафоричностью многих высказываний, призванных как будто пояснить смысл этого принципа, но лишь создающих дополнительные неясности. (Например, „Вселенная, в которой мы живем - это Вселенная, в которой живем мы” и т.п.). Конечно, выражение нового непривычного, проблематичного знания всегда содержит известную долю метафоричности. Может показаться, что эта метафоричность - своеобразный жаргон, как бы для посвященных, для которых смысл сильного АП совершенно ясен. Но это совсем не так. Многообразие интерпретаций АП встречается и у посвященных. Так, многозначность интерпретаций сильного АП была изначально заложена уже в тех пояснениях, которыми сопроводил его сам Б. Картер. С одной стороны, он пояснял его с помощью латинского изречения, внешне имитирующего один из философских афоризмов Декарта: „Я существую, поэтому мир таков каков он есть”. Однако получившийся в итоге парафраз картезианской философии не только метафоричен, но и допускает альтернативные интерпретации. Его можно интерпретировать и в духе „предустановленной гармонии”, и в духе метафорического высказывания И.С. Шкловского „Вселенная - это мы” и т.д. И ни одна из этих интерпретаций формулировке сильного АП не противоречит!

С другой стороны, физическая модель ансамбля вселенных, которая также раскрывает смысл сильного АП, включает лишь идею о вероятности появления наблюдателей в ограниченном подмножестве вселенных. Эта интерпретация более ограниченная по сравнению с квазикартезианским изречением.

Ряд исследователей резко выступил против „метафизического” понимания смысла сильного АП, за его ограничение физическими или физико-астрономическими рамками. Это привело к появлению таких интерпретаций сильного АП, как принцип самоотбора Б. Картера (именно о нем и шла речь ранее). Картер подчеркнул, что употреблявшийся им ранее термин „антропный принцип” неудачен и породил ряд смыслов, которые он не имел в виду (это относится прежде всего, конечно, к философско-мировоззренческим интерпретациям). Картер считал, что тем самым он просто уточнил свое понимание сильного АП, по сути же произошла реинтерпретация этого принципа. Принцип самоотбора - это отказ от идеи антропности, выступавшей смысловым стержнем сильного АП.

Кроме того, даже если бы действительно произошло простое уточнение взглядов, это не могло бы перечеркнуть те „метафизические интерпретации” сильного АП, которые не укладываются в рамки принципа самоотбора. Они имеют право на свою самостоятельную жизнь в науке и культуре. Вспомним, например, какое огорчение испытывал Эйнштейн, когда он сначала ввел в космологические уравнения знаменитый ( -член, а затем пришел к выводу, что в этом не было необходимости. Независимо от этих высказываний ( -член, многие десятилетия вызывавший бурные дискуссии, сохранился и в современной космологии. И не следует удивляться, что то же самое происходит с неприемлемыми для Картера интерпретациями сильного АП.

Интересная интерпретация сильного АП как принципа чисто физического по своему содержанию была предложена И.Л. Розенталем; он назвал ее принципом целесообразности. Обсуждая сам термин „антропный принцип”, И.Л. Розенталь писал: „На наш взгляд, этот термин слишком подчеркивает взаимосвязь численных значений ф.n. (физических постоянных - В.К.) и сложных (биологических) форм материи, в то время как в действительности эта связь осуществляется уже на более низких - ядерном и атомном - уровнях. С другой стороны, кажется неоправданным положить в основу физического принципа такое не совсем определенное (с точки зрения физики) понятие, как биологическая форма вещества” [30, c. 240]. Но в сильном АП такое отделение его физического содержания нельзя произвести без ограничения смысла самого принципа. Именно поэтому И.Л. Розенталь и предложил заменить сильный АП принципом целесообразности. Вот смысл этого принципа, согласно И.Л. Розенталю: „...наши основные физические закономерности так же, как и численные значения ф.n., являются не только достаточными, но и необходимыми для существования основных состояний. Иначе говоря, если изменить что-то в физике.., то должны произойти не только незначительные количественные изменения в физической картине, но и рухнет ее основа - существование основных состояний. Можно сказать, что физические законы (включая и численные значения ф.n.) подчиняются гармонии, обеспечивающей существование основных состояний. Термин „принцип целесообразности” оттеняет необходимость данного набора численных значений ф.n. для существования основных состояний. Возможно, что тот термин не отражает все аспекты взаимосвязи между ф.n. и основными состояниями” [30, c. 239-240]. И.Л. Розенталю принадлежит также следующая формулировка принципа целесообразности: это констатация факта существования основных устойчивых состояний, обусловленных всей совокупностью физических закономерностей, включая размерность пространства и другие численные значения фундаментальных постоянных. „Наш мир устроен очень хрупко, небольшое изменение его законов разрушает его элементы - основные связанные устойчивые состояния, к которым можно отнести ядра атомов, атомы, звезды и галактики” [31, c. 115-116]. Специфика принципа целесообразности, предложенного И.Л. Розенталем, состоит в том, что проблема изменения численных значений фундаментальных констант в физике рассматривается в единстве с существованием основных физических закономерностей. Автором были предложены интересные применения этого принципа в физической науке.

Появление таких интерпретаций сильного АП, как принцип самоотбора и принцип целесообразности наглядно показывает, что наряду с экстремистскими тенденциями в этой области науки проявляются и тенденции к своеобразному „реваншизму” со стороны существующих концептуальных структур. Сторонники разных подходов (то есть в нашем случае - постнеклассической и неклассической парадигм) выдвигают альтернативные оценки сложившейся проблемной ситуации. Между тем по-своему правыми оказываются и те, и другие. Чисто физические интерпретации смысла сильного АП, на наш взгляд, не исчерпывают рационального содержания сильного АП и не исключают обсуждение других более далеко идущих подходов.

Для достаточно аргументированной оценки дискуссий вокруг сильного АП проанализируем детальнее структуру этого принципа - различные уровни его интерпретации и типы объяснения, на которые он претендует, или которые ему приписываются [32].

Следует прежде всего объяснить принцип „взрывной неустойчивости” нашей Вселенной по отношению даже к небольшим изменениям фундаментальных физических констант. Этот принцип выражен на языке физической картины мира (ФКМ). Какая-либо ссылка на человека-наблюдателя не только в нем отсутствует, но и вообще не является необходимой. Можно ограничиться лишь указанием на то, что во Вселенной с иными сочетаниями констант не было бы сложных физических структур. Но сильный АП может быть переформулирован и в более общем контексте, на языке единой научной картины мира: наша Вселенная такова, что условия для появления человека-наблюдателя оказались в ней „запрограммированы” с величайшей точностью. В обоих случаях необходимо объяснить, почему это стало возможным. То, что выступает объяснением, оказывается довольно гетерогенным, многоуровневым. В сильном АП выделяются высказывания, которые, сформулированы на уровне ФКМ, высказывания, выходящие за концептуальные рамки физики, и относящиеся к более общему уровню НКМ, а также высказывания философско-мировоззренческого уровня. По нашему мнению, все эти уровни взаимосвязаны, так что не следует противопоставлять их друг другу.

Интерпретация сильного АП на первом из этих уровней включает модель ансамбля вселенных, предложенную Картером, ее дальнейшее обоснование с точки зрения идеи „случайной Вселенной”. Эта идея - ни что иное, как гипотеза в рамках неклассической картины мира. Но она опирается на совокупность фундаментальных теорий неклассической физики и современной космологической теории. Отсюда следует, что даваемое в данном случае объяснение „тонкой подгонки” фундаментальных констант вполне совпадает с традиционной схемой физического объяснения (насколько оно убедительно - вопрос другой. Но такое объяснение отнюдь не является антропным!).

Можно ли считать объяснение наблюдаемой структуры окружающего мира на основе модели ансамбля вселенных не только достаточным, но и делающими излишними (бритва Оккама!) какие-либо иные объяснения, физические или „метафизические”? Конечно, идея „случайной Вселенной” очень привлекательна, соответствует тенденциям развития современной науки, представляя собой нечто вроде дарвиновского „отбора” вселенных. Но она, во-первых, пока не доказана, и, во-вторых, не является единственно возможной: подходы, в которых наша Вселенная, Метагалактика является единственной, по-прежнему, конкурентоспособны. Так что если кто-нибудь захочет вспомнить по этому поводу известную когда-то реплику, что здесь „загадка объясняется через тайну” - ему будет трудно что-либо возразить.

На втором уровне - научной картины мира - обосновывается более широкая интерпретация сильного АП в форме принципа самоотбора (Картер). Оценивая этот принцип, уместно выделить следующее замечание В.В. Налимова: „Не можем мы больше опираться на широко укоренившееся (после Дарвина) представление о том, что все селективно выглядящее есть результат селекции. Может быть, все удивляющее нас, есть так, как оно есть, возникая спонтанно?” [33, c. 32].

На этом же уровне знания была сформулирована идея о возможности объяснить, почему наша Вселенная такова, какой мы ее наблюдаем, с точки зрения концепции самоорганизации [34]. Излагаемая точка зрения основана на предположении, что существуют общесистемные законы самоорганизации и эволюции. К ним можно отнести: а) некоторые частнонаучные законы или закономерности (например, такие черты биологической эволюции, как наследственность, изменчивость, отбор); они могут быть транслированы на целостные процессы эволюции в рамках НКМ (см. также [6]); б) типы достаточно общих законов и закономерностей самоорганизации и эволюции, которые обнаруживаются при комплексном анализе биосферы и других сверхсложных открытых систем; в) закономерности самоорганизации, сформулированные в теории диссипативных структур И. Пригожина [35], синергетике Г. Хакена и др. Если это так, можно предположить, что сильный АП будет объяснен с точки зрения таких законов и закономерностей. В сущности говоря, подобная точка зрения близка идеям Г.М. Идлиса, который рассматривает антропные свойства Метагалактики не как редчайшее исключение среди других подобных систем, а как нечто типичное. Это означает, что понимание Метагалактики как „лучшего из миров” подвергается сильной коррекции, причем, как считает сам Г.М. Идлис, предлагаемый им подход не только не является „антикоперниканским”, но и выражает усиление коперниканской позиции, то есть дальнейший отказ от „эгоцентризма”. Конечно, изложенные соображения носят лишь самый предварительный характер; возможность их конкретизации связана с развитием постнеклассической науки.

Наконец, на третьем уровне естественнонаучное содержание АП интерпретируется в рамках той или иной философско-мировоззренческой традиции. Это: а) телеологическое объяснение, при котором сильный АП включается в контекст аристотелевско-лейбницевских идей; б) различные варианты объяснений АП с точки зрения идей саморазвития, самоорганизации мира (включая идею спонтанности). Именно на этом уровне и возникают собственно антропные интерпретации рассматриваемого принципа. Они выступают, конечно, как некоторые альтернативы, намеченные еще Уоллесом, но в чем-то разные интерпретации могут и пересекаться.

Философско-мировоззренческий уровень интерпретации, на наш взгляд, - органическая часть сильного АП. Попытка его устранения едва ли возможна хотя бы потому, что именно в рамках этого концептуального уровня и возникали „антропные аргументы” и уже затем некоторые из них использовались для того, чтобы придать „антропные черты” или по крайней мере окружить „антропными метафорами” некоторые из других уровней АП.

Именно на этом уровне возникают попытки синтеза современной космологии и ряда традиционных философских идей, возрождающихся в новом социокультурном контексте. К ним относятся, в частности, высказанная в ином контексте еще Платоном и с трудом пробившая себе дорогу в современной науке благодаря Эддингтону идея о роли чисел в структуре мира. Он генерирует и объяснение того, почему фундаментальные физические константы в нашей Вселенной оказались столь хорошо подогнанными друг к другу, с самого начала обеспечивая возможность появления в ней человека, наблюдателя. Эти объяснения транслируются в другие концептуальные уровни сильного АП, зачастую вступая в противоречие с аргументацией, специфической для этих уровней. Например, у Картера, когда он предлагает интерпретационную модель ансамбля вселенных, ссылка на наблюдателя, в сущности, вовсе не обязательна, но для философско-мировоззренческого уровня она существенна. Конечно, повторим еще раз, сильный АП так же не может быть редуцирован философско-мировоззренческим идеям, как и к одним только физическим интерпретациям или же научной картине мира. Но нельзя ли все же - вопреки размышлениям Уоллеса - достаточно однозначно „отождествить” этот уровень интерпретации сильного АП с какой-либо одной философско-мировоззренческой традицией, а все остальные исключить? По нашему мнению, нет.

Научные идеи, особенно такого ранга, как АП, всегда могут быть включены в социокультурный контекст разными способами. Какой из них получает в данный момент перевес, зависит не столько от самих идей, сколько от тенденций, доминирующих в культуре. Сильный АП едва ли составит исключение. Никакого „единственно правильного” понимания этого принципа в духе той или иной философско-мировоззренческой системы, на наш взгляд, быть не может. Способы вписывания в культуру научного содержания сильного АП принципиально плюралистичны. В частности, несмотря на многочисленные попытки найти аналогию между антропными аргументами и „аргументом от замысла”, ни к каким конкретным объяснениям в рамках научного знания это не приводит: идеалы и нормы научного объяснения не допускают введения сверхъестественных факторов. Более того, по нашему мнению, требование сильного АП: Вселенная должна быть запрограммирована на появление человека, наблюдателя - вполне может быть интерпретировано и без обращения к трансцендентным силам в рамках принципов саморазвития, самоорганизации, эволюции мира.

Даже в рамках одного мировоззренческого течения возможно совершенно различное понимание смысла идеи антропности в сильном АП. Некоторые авторы считали, например, что единственная альтернатива теологическим интерпретациям - идея „случайной Вселенной”. Но при современном уровне наших знаний не менее доказательной выглядит вытекающая из принципов постнеклассической науки идея самоорганизующейся Вселенной, ее спонтанного возникновения. И напротив, как уже было отмечено, в понимании смысла идеи антропности, выражаемой сильным АП, существуют „сферы пересечения” между разными философско-мировоззренческими традициями. Скажем, идея об антропологической направленности процессов во Вселенной может разрабатываться и с позиций христианской теологии и с позиций материалистической диалектики, хотя и сопровождается принципиально разной аргументацией. То же самое можно сказать и об идее „случайной Вселенной”.

Таким образом, сильное антропное объяснение структуры Вселенной имеет сложную, гетерогенную структуру, и, соответственно, включает разные типы объяснения, имеющие, так сказать, разную „силу”. Это означает, во-вторых, что не вполне корректна дискуссия о том, является ли сильный АП физическим или философским: и те и другие знания в его структуре слиты и могут быть разделены лишь условно.

Объясняет ли сильный АП, почему фундаментальные параметры и константы в нашей Вселенной оказались так хорошо подогнаны друг к другу, что стало возможно появление человека? Скорее, он позволяет сформулировать некий набор потенциально возможных объяснений. Среди них есть такие, которые при всей их необычности соответствуют традиционной концепции научного объяснения. В одних вариантах оно может быть физикалистским и вполне охватывается основаниями неклассической науки (идея „случайной Вселенной”), в других высказываются „экстремистские” надежды на более конкретную разработку антропного подхода, антропных объяснений в постнеклассической науке будущего (идея самоорганизующейся и спонтанной Вселенной). Некоторые варианты антропного подхода выходят далеко за пределы схемы научного объяснения, но ни один из них пока не доказал явного превосходства над другими. Дискуссия между сторонниками разных вариантов объяснения того, почему Вселенная такая, какой мы ее наблюдаем, с точки зрения сильного АП стимулирует научный поиск и углубляет революцию в астрономии.

6. Принцип участия (“соучастника”)

Несмотря на попытки отторжения „экстремистских” интерпретаций сильного АП в духе постнеклассической науки, такие интерпретации интенсивно пробивают себе дорогу, порождая идеи, которые сами их авторы называют „странными”. К их числу принадлежит и принцип участия (“соучастника”), выдвинутый А.Дж. Уилером. Это - интерпретация сильного АП в концептуальных рамках квантовой космологии. Вселенная рассматривается как объект нового типа - мегаскопическая квантовая система, на нее распространяется квантовый способ описания; тем самым создается совершенно новое видение Вселенной. Тот, кто думает о себе просто как о наблюдателе, говорит Уилер, оказывается участником. „В некотором странном смысле это является участием в создании Вселенной” [36, c. 546]. Но известно, что квантовая теория познания, экстраполируемая на возможно более широкие научные контексты, относится к типичным чертам постнеклассической науки.

С позиций принципа участия антропный подход в космологии оказывается неустранимым. Роль человека, наблюдателя в структуре Вселенной, согласно этому принципу, неизмеримо больше, чем считалось до сих пор. Тем самым в АП вводится не только объектный, но и деятельностный аспект, он приобретает смысл, отличный от неквантового АП.

Интерпретация этого принципа на уровне НКМ вносит ряд примечательных изменений в понимание Вселенной как целого. Уилер задает вопрос, имеющий принципиальное значение не только для космологии, но и для самих квантовых идей: „...является ли Вселенная в несколько странном смысле своего рода „самовозбуждающимся контуром”? Порождая на некотором ограниченном этапе своего существования наблюдателей-участников, не приобретает ли в свою очередь Вселенная посредством их наблюдений ту осязаемость, которую мы называем реальностью? Не есть ли это механизм существования?” Ответы на эти вопросы, отмечает Уилер, „выходят за пределы сегодняшних возможностей... Мы не имеем представления, как поступать в предельной ситуации, когда играет роль очень большое число наблюдателей-участников и очень большое число наблюдений... Можно думать, что мы лишь тогда впервые поймем, как проста Вселенная, когда узнаем, какая она странная” [36, c. 555-556].

Принцип участия - несомненно эффектное интеллектуальное достижение, но судить о его эвристичности пока трудно. С точки зрения этого принципа „наблюдатель здесь и сейчас участвует в образовании ранней Вселенной, хотя это представляет собой обращение обычного хода времени” [36, c. 555]. Вместе с тем квант не только „опровергает мечту Лапласа когда-либо узнать одновременно положение и скорости всех частиц во Вселенной”, но и „уничтожает старую надежду на предсказание будущего. Надежды, которая в ретроспективе имеет почти теологический привкус” [36, c. 554]. Но тогда „физика становится столь же историчной, как сама история” [36, c. 555]. Уилер имеет в виду социальную историю, к которой присоединяется на основе принципа участия история природы.

Необычность принципа участия вызвала острую философско-мировоззренческую полемику, даже возрождение навсегда, казалось бы, изживших себя попыток приклеивания научным достижениям идеологических ярлыков. Например, Д.Я. Мартынов говорил следующее: „Право же, если бы не эта терминология, можно было бы подумать, что идет пересказ библейского ветхозаветного мифа о сотворении мира. Но Уилер цитирует более солидные источники от Парменида до Беркли” [28, c. 63]. Конечно, подобные оценки настолько архаичны, что опровергать их нет необходимости. Но в них, хотя и в негативной форме, выражается отношение к одной из коренных черт принципа участника, связанного с пересмотром традиционных для науки представления о роли сознания в структуре Вселенной. Экстраполяция на Вселенную квантовых идей, генерированных неклассической наукой, приводит таким образом к грандиозным следствиям, выходящим далеко за рамки ее оснований. Они заставляют вспомнить самые экзотические моменты концепции селективного субъективизма, предложенные более полувека назад А. Эддингтоном. Интересная интерпретация смысла принципа соучастия в контексте идей лейбницевской монадологии была предложена С.Б. Крымским и В.И. Кузнецовым [37].

7. Финалистский АП

Казалось бы, финалистский АП, выдвинутый Ф. Типлером, стоит особняком среди различных модификаций этого принципа, так как он претендует не на объяснение прошлого или настоящего нашей Вселенной, а на предсказание ее отдаленного будущего. Кроме того, это единственная модификация АП, которая появилась под влиянием не космологических, а всецело философско-мировоззренческих соображений, относящихся к сфере христианской догматики. Тем не менее, финалистский АП, с нашей точки зрения, представляет собой одну из интерпретаций сильного АП. Если Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование человека, наблюдателя, то почему не экстраполировать эту идею не только на прошлое, но и на будущее Вселенной, то есть считать, что Вселенная должна сохранить его. Такова, как хорошо известно, одна из центральных идей космической философии К.Э. Циолковского, которая своеобразно преломляется в финалистском АП. Смысл финалистского АП состоит в том, что „во Вселенной должно начаться производство информации, и оно никогда не прекратится” [2, р.23].

Финалистский АП ставит ту же проблему, что и сильный АП: вот человек, какой должна быть Вселенная. Но понятие „разумная жизнь”, по Типлеру, выходит за биологические рамки и охватывает все структуры, в которых возможно производство информации. Это опять-таки удивительно соответствует известным высказываниям К.Э. Циолковского.

Структура финалистского АП и основанного на нем предсказания о будущем Вселенной включает те же концептуальные уровни, что и другие модификации этого принципа:

а) уровень ФКМ: принцип замкнутости, т.е. пространственной конечности Вселенной, в финальной точке эволюции которой должны совпасть мировые линии всех событий, исчезают все горизонты;

б) уровень НКМ включает гипотезы о генерировании информации во Вселенной, возможных источниках энергии для этого и построении компьютеров, способных реализовать сверхсложные программы. На этом же уровне формулируется и вывод об исчезновении различия между живым и неживым в точке „омега”, достижение которой было так же запрограммировано в начальных условиях эволюции Вселенной, как и появление в ней человека;

в) философско-мировоззренческий уровень, который и в данном случае нельзя „отсечь” или „отбросить”: он является не только исходным для финалистского АП и не просто „строительными лесами”, но и основой для интерпертации различных смыслов финалистского АП. На наш взгляд, „нерасторжимость” этого уровня интерпретации финалистского АП и других его уровней лишний раз свидетельствует, что и в случае сильного АП, принципа участия нельзя ограничиться одними только физическими интерпретациями.

По существу финалистский АП представляет собой такого же типа „требование” к нашей Вселенной, что и сильный АП, но только имеющий еще более четкую этическую (или, как иногда выражаются, „метаэтическую”), то есть социокультурную направленность. Но была ли „вечность жизни” запрограммирована только естественным развертыванием эволюционных процессов, или же она может быть достигнута лишь в ходе преобразования космоса „постсоциальным обществом?” Типлер выбирает вторую из этих возможностей (она, впрочем, не исключает и первую), что поразительно сближает его точку зрения с идеями космической философии К.Э. Циолковского. Таким образом, на философско-мировоззренческом уровне обосновывается не только объектный, но и деятельный аспект финалистского АП.

Есть достаточно веские основания считать философско-мировоззренческую интерпретацию финалистского АП, предложенную Типлером, релятивистским аналогом размышлений К.Э. Циолковского о космическом будущем человечества. Преобразующая деятельность человечества в космосе в обоих случаях выступает как неизбежность, хотя у Типлера она реализуется в мире с иными физическими свойствами, чем те, которые вытекали из космической философии. Но между этими двумя концепциями есть и одно фундаментальное отличие. Типлер - решительный сторонник идей антропоцентризма, в этом отношении он разделяет позиции Уоллеса, а не К.Э. Циолковского. По его мнению, АП исключает возможность существования внеземных цивилизаций, наша - единственная. Таким образом, у Типлера полностью отсутствует идея, согласно которой совместное преобразование космоса цивилизациями, находящимися на разных уровнях развития, выступает как общий для них императив или долг.

Как же следует оценить финалистский АП? Насколько он является обоснованным, что нового вносит в когнитивные и социокультурные аспекты научного исследования? В ситуации сосуществования оснований неклассической и зарождающейся постнеклассической науки на эти вопросы, естественно, могут быть даны диаметрально противоположные ответы.

С позиций постнеклассической науки сама попытка анализа одного из возможных „сценариев” отдаленного будущего Вселенной не вполне правомерна, поскольку различные неожиданности, связанные с точками бифуркаций, здесь не учитываются. Кроме того, насколько соответствует основаниям научного метода та конкретная форма, в которой подобная экстраполяция осуществляется финалистским АП?

Научных оснований для выбора предсказываемого этим принципом типа моделей Вселенной - закрытой модели, пока нет. Единственный мотив такого выбора - согласовать релятивистскую космологию с идеей „вечности жизни” (то есть в данном случае - неограниченности процесса производства информации) и в конечном счете, с эсхатологическими догматами христианства - может рассматриваться как произвольный, даже фантастический. Предсказание о сценарии поведения Вселенной в будущем, формулируемое финалистским АП, при современном уровне знаний принципиально непроверяемо. Оно не окажется подтвержденным даже в случае, если предпочтение будет оказано модели замкнутой Вселенной: эта модель не связана с финалистским АП сколько-нибудь специфическим образом. Предсказание отсутствия внеземных цивилизаций вполне может оказаться ошибочным.

Тем самым финалистский АП представляет собой гораздо более сильный отход от традиционного понимания научного метода, чем, например, телеологические интерпретации сильного АП.

Этого вполне достаточно для скептического отношения к финалистскому АП. Но можно попытаться встать на менее жесткую точку зрения. Будем рассматривать финалистский АП не как сложившийся научный принцип, а как прогноз отдаленных перспектив человечества, возникший в культуре и транслированный в космологию в контексте антропного подхода. (Идею, подобную, скажем, монадам Лейбница, которая также находит сейчас космологические приложения, первоначально отнюдь не имевшиеся в виду). Тогда эпистемологические требования к финалистскому АП могут оказаться менее строгими. Мы увидим, что несмотря на свои социокультурные истоки и отсутствие в его пользу каких-либо собственно научных аргументов, финалистский АП эвристичен. Он способен не только углублять смыслы старых идей (например, о неизбежности освоения Вселенной, которая является стержнем космической философии К.Э. Циолковского, или об устранении тепловой смерти Вселенной), но и генерировать новые смыслы. В соответствии с духом постнеклассической науки он по-своему вносит в разработку научных проблем и даже в структуру научного знания человеческое, а именно этическое измерение. Конечно, это лишь философско-мировоззренческая „наработка” на будущее, способы ее космологической проверки совершенно неясны, а может быть и вообще отсутствуют. Но нельзя исключать, что когда-нибудь разработка финалистского АП приведет к более конкретным следствиям когнитивного плана.

8. Антропный подход и постнеклассическая наука

Итак, антропный подход к пониманию Вселенной, возникший в недрах ряда философско-мировоззренческих традиций и своеобразно преломившийся в космической философии К.Э. Циолковского, оказывает сейчас заметное влияние не только на космологию, но и на другие науки (например, биологию), на философско-мировоззренческие идеи, основания культуры. Мы стремились показать, во-первых, что различные модификации АП и антропные аргументы имеют сложную, многоуровневую структуру. Различные смыслы самой идеи антропности раскрываются на философско-мировоззренческом уровне интерпретации АП и могут транслироваться в некоторых случаях на другие уровни его структуры. Во-вторых, АП, возникший на пересечении нескольких философско-мировоззренческих традиций и космологии, запечатлел в своем содержании как социокультурные, так и когнитивные, объектные факторы. Этим и объясняется сложная структура различных модификаций АП, каждая из них совмещает разные уровни знания, входящие в структуру основания науки. Конечно, не все они оказались одинаково развитыми в рассмотренных модификациях АП, в каких-то конкретных случаях тот или иной из них иногда оказывается „свернутым”. Но все же в целом для характеристики АП необходимо учитывать все эти уровни (физической картины мира, научной картины мира, философско-мировоззренческий в их взаимосвязи). Кроме того, в структуре АП выделяются два аспекта: объектный и деятельностный. Второй из них оказывается наиболее существенным для АП участника и финалистского АП. Но в широком смысле, поскольку образ Вселенной в знании определяется не только объектными, но и социокультурными факторами, деятельностный аспект присутствует во всех модификациях АП.

В-третьих, АП, возникший в недрах неклассической науки, в некоторых своих модификациях явно апеллирует к основаниям научного поиска, выходящих за ее рамки, в сферу науки постнеклассической. Вот почему АП, как и весь антропный подход, оказывается своеобразным „кентавром”. Он находится пока в становлении и лишь намечает переход к новым основаниям науки, в том числе и космологии. Тем самым АП потенциально ведет к дальнейшим революционным сдвигам в изучении Вселенной.

„Гибридная” структура знаний, которая присутствует в различных модификациях АП, не является каким-то исключением, а напротив, типична для многих „переходных” ситуаций, возникающих при каждом новом прорыве во Вселенную. Можно отметить, например, возникновение в свое время целой серии „гибридных” моделей Вселенной, сочетавших в себе ньютоновские и фридмановские черты. Достаточно объективная оценка таких концептуалных структур обычно возможна лишь ретроспективно, современники же воспринимают их далеко не однозначно.

Гетерогенная структура АП представляет интерес для изучения формирования научных принципов на том этапе, когда собственно научные интерпретации еще не вполне отделены от философских. Это позволяет глубже „заглянуть” в механизм влияния философии на науку.

Какова эвристическая роль АП в науке и всей сфере культуры? Насколько он укладывается в методологию неклассической и зарождающейся постнеклассической науки? Действительно ли антропные аргументы следует считать принципиально новым подходом к проблемам космологии, или же в этих аргументах вовсе нет необходимости? Должна ли наша Вселенная, Метагалактика рассматриваться в свете АП как „человекомерная” система - наряду, скажем, с биосферой? Об этом и идут споры вокруг АП.

В зависимости от философско-методологических позиций исследователя, включая его отношение (осознанное или нет) к появлению в науке зародышей постнеклассического типа рациональности, перед ним открываются разные возможности.

1) Не только для тех, кто считает АП тривиальным или неверным, но и для тех, кто все же его признает, существует возможность крайне сдержанно оценивать эвристичность любых модификаций этого принципа: объяснительные и предсказательные его потенции проявились пока очень слабо, остается надеяться на будущее;

2) Можно рассматривать эвристическую роль АП как физического принципа, который имеет чисто когнитивную природу и лишен социокультурного измерения. Надо отбросить, по выражению И.Л. Розенталя, „экстремистские тенденции”, проявившиеся „как это часто бывает, в полемическом пылу, в процессе утверждения нового мировоззрения...” [38, c.36]. Вселенная, с этой точки зрения, - обычный неклассический, а именно релятивистский объект, при изучении которого антропные аргументы выглядят в значительной мере метафорически. Такой подход к АП и анализу его эвристической роли можно назвать, если угодно, „физикалистским” или „редукционистским”; но дело, впрочем, не в термине. Многие космологи после легкого шока, вызванного „метафизическими” толкованиями АП, пошли именно по этому пути.

АП оказывается при таком подходе не столько антропным, сколько обычным принципом физической науки, не объясняющим антропные свойства Вселенной, а выделяющим или постулирующим те из них, без которых во Вселенной не было бы сложных структур и человека в их числе. Но считать, что этим подход, названный Картером антропным, полностью исчерпывается, хотя и возможно, но необязательно;

3) Может оказаться привлекательным как раз „экстремистское” или „антиредукционистское” понимание АП как принципа, ориентированного на постнеклассическую космологию. Это означает, что не следует ограничивать интерпретации АП лишь рамками современной науки. Он может привести к формированию новых оснований научного поиска (в структуре АП они присутствуют как в неквантовой, так и в квантовой версии).

Отсюда вытекает, что следует проанализировать весь спектр эвристических потенций АП, порождаемых на разных уровнях его интерпретации. Вселенная, согласно такому подходу, должна рассматриваться как сложная самоорганизующаяся система, включающая в себя и человека. Разумеется, знание, сформулированное на уровне оснований науки, если оно действительно эвристичное, будет порождать не только „общие рассуждения”, но и новые теоретические схемы и концепции. Такой подход едва ли стоит просто отбрасывать, как некое проявление научного экстремизма.

В дискуссиях вокруг АП, его методологической роли оказались достаточно широко представленными все перечисленные подходы. Второй и третий из них уже сейчас целенаправляют исследователей на приращение научных знаний.

В свете сказанного „человеческое измерение” не может быть вытравлено из антропного подхода, если только рассматривать не отдельные формулировки и интерпретации, а весь подход в целом. Сохраняется возможность считать, что АП находится в русле усиливающейся тенденции к гуманизации современной, постнеклассической науки. Если угодно, это и представляет собой „антикоперниканскую” тенденцию в современной космологии. Но не исключено, что разработка АП с позиций постнеклассической науки устранит этот „антикоперниканский” акцент, особенно если в этих вопросах будет усиливаться роль традиций восточной философии, чуждой духу антропоцентризма. Тогда АП окажется выражением идей глубокого единства человека и Вселенной, спонтанности космологических процессов [39]. На этом пути можно ожидать определенного „возврата” к тому пониманию АП, которое было предложено К.Э. Циолковским.

Литература

1. Казютинский В.В. Антропный принцип в неклассической и постнеклассической науке // Проблемы методологии, постнеклассической науки. М., 1992. С. 146-153.

2. Barrow J.D., Tipler F.J. The Anthropic cosmological Principle. Oxford, 1986.

3. Антропный принцип в структуре научной картины мира. История и современность. Материалы всесоюзного семинара. Ч. I-II. Л., 1989.

4. Моисеев Н. Человек и ноосфера. М., 1990.

5. Наан Г.И. Понятие бесконечности в математике, физике и астрономии. М., 1965.

6. Бесконечность и Вселенная. М., 1969.

8. Астрономия, методология, мировоззрение. М., 1979.

9. Уоллес А.Р. Место человека во Вселенной. СПб., 1904.

10. Зельманов А.Л. К постановке космологической проблемы. //: Тр. второго съезда ВАГО. М., 1960. С. 72-84.

11. Dicke R.H. Dirac's cosmology and Мach's principle // Nature. 1961. V. 192, No 4801. P. 440-441.

12. Зельманов А.Л. Некоторые философские аспекты современной космологии и смежных областей физики. - //: Диалектика и современное естествознание. М., 1970. С. 395-400.

13. Идлис Г.М. Основные черты наблюдаемой астрономической Вселенной как характерные свойства обитаемой космической системы. - Изв. Астроф. ин-та АН КазССР. 1958. Т. 7. С. 39-54.

14. Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. М., 1985.

15. Мизнер Ч., К. Торн, Дж. Уилер. Гравитация. Т. 3. М., 1977.

16. Картер Б. Совпадения больших чисел и антропологический принцип в космологии. - //: Космология: Теории и наблюдения. М., 1978. С. 369-379.

17. B. Carter. The Antropic principle and it's implications for biological evolution. - Philosophical transactions of the Royal Society of London. 1983. V. A310. No. 1512. P. 348.

18. Наан Г.И. Современное состояние космологической науки. //. Вопросы космогонии. Т. 6. 1958.

19. Девис П. Случайная Вселенная. М., 1985.

20. Наан Г.И., Казютинский В.В. Фундаментальные проблемы современной астрономии. - В кн.: Диалектика и современное естествознание. М., 1970. С. 207-232.

21. H. Dingle. Modern aristotelianism. Nature. 1907. V. 139. No. 3528. P. 784-786.

22. Амбарцумян В.А. Коперник и современная астрономия // Философские вопросы науки о Вселенной. Ереван, 1973. С. 193-210.

23. Балашов Ю.В. Феноменологические корни антропного принципа в космологии // Х Всесоюзная конференция по логике, методологии и философии науки: Тез. докл. и выступлений. Минск, 1990. С. 5-6.

24. Новиков И., Полнарев А., Розенталь И. Численные значения фундаментальных постоянных и антропный принцип // Изв. АН Эст. ССР. Т. 31. Физика. Математика. 1982. N 3.

25. Хокинг С.В. Анизотропия Вселенной на больших временах // Космология: теории и наблюдения. М., 1978. С. 360-365.

26. Hoyle F. The intelligent Universe. N. Y., 1984.

27. Leslie J. Antropic principle, world ensemble, design // American Philosophical Quaterly. 1982. V. 19. No. 2. P. 141-151.

28. Мартынов Д.Я. Антропный принцип в астрономии и его философское значение // Вселенная, астрономия, философия. М., 1988. С. 58-65.

29. Шкловский И.С. Проблемы современной астрофизики. М., 1988.

30. Розенталь И.Л. Физические закономерности и численные значения фундаментальных постоянных // Успехи физических наук. 1980. Т. 131, вып.”. С. 239-256.

31. Розенталь И.Л. Геометрия, динамика, Вселенная. М., 1987.

32. Казютинский В.В. Проблемы структуры антропного принципа //. Антропный принцип в структуре научной картины мира (История и современность): Материалы всесоюз. семинара. Ленинград, 1989. С. 38-43.

33. Налимов В.В. О возможности расширительного - философски звучащего толкования антропного принципа // там же. С. 32-35.

34. Казютинский В.В. Концепция глобального эволюционизма в научной картине мира // О современном статусе идеи глобального эволюционизма. М., 1986. С. 61-84.

35. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

36. Уилер Дж. Квант и Вселенная // Астрофизика, кванты и теория относительности. М., 1982. С. 535-558.

37. Крымский С.Б., Кузнецов В.И. Мировозренческие категории в современном естествознании. Киев, 1983.

38. Розенталь И.Л. Проблема начала и конца Метагалактики. М., 1985.

39. Налимов В.В. Спонтанность сознания. М., 1989.

И.Л. Розенталь

Теория элементарных частиц и принцип целесообразности

1. Наша Вселенная - лучший из миров

Панглос: Все события неразрывно связаны

в лучшем из возможных миров.

Кандид: Если это лучший из возможных

миров, то каковы же другие?

Вольтер. Философские повести.

Кандид или оптимизм

В последнее время наука подошла к решению двух проблем: 1) Существуют ли другие вселенные, помимо нашей; 2) какова структура других вселенных?

Чтобы пояснить метод рассуждений, позволяющий приблизиться к решению, казалось бы неразрешимой проблемы: как познать структуру других ненаблюдаемых вселенных, - полезно напомнить основные сведения о нашей Вселенной.

Вселенную можно представить, как однородную расширяющуюся сферу, заполненную веществом и излучением. В настоящее время радиус этой сферы приблизительно равен 1028 см. И здесь возникает важнейший вопрос: что находится за пределом сферы с R(1028 см? В принципе, подобный вопрос не нов. Уже на заре возникновения цивилизации, когда исследованный мир ограничивался небольшими частями земной поверхности, возник вопрос, что находится за их пределами. Лишь в сравнительно близкую эпоху (Коперник) возникло правильное представление о структуре планетной cистемы. Затем установили, что звезды - далекие прототипы нашего Солнца. И лишь в XIX веке поняли, что они входят в состав гигантских скоплений звезд-галактик, которые и составляют основные элементы Вселенной. И только совсем недавно (около 20 лет назад) начались наблюдения самых далеких объектов Вселенной - квазаров, расположенных на „окраине” Вселенной: на расстоянии 1028 см.

Каждый этап развития астрономии существенно раздвигал представления об окружающем нас мире. Сейчас он ограничен Вселенной. Является ли это ограничение окончательным или же оно продиктовано уровнем наших знаний? Именно краткий экскурс в историю астрономии, медленно поднимающий занавес над дымкой, застилающей мир, позволяет высказать заключение, что Вселенная не является ни единственной, ни эквивалентом всего мира. Но здесь сразу же возникает вопрос: как от подобного философствования перейти на более твердую почву фактов?

Метод анализа. Мы не можем покинуть нашу Вселенную или связаться с другими вселенными. Можно нарисовать сценарий эволюции вселенных при небольших изменениях в известной нам физической картине. Изменение физических законов - непредсказуемое кардинальное изменение всей картины Вселенной. Однако одним из элементов физики являются фундаментальные постоянные - числа. Поэтому целесообразно проследить последствия небольших изменений этих чисел и нарисовать эволюцию вселенных при таких изменениях. Физические законы полагаются при этом неизменными.

В дальнейшем нас здесь будут интересовать четыре константы, поскольку именно они весьма наглядно иллюстрируют зависимость всей физической картины от численного значения фундаментальных постоянных. Перечислим их по порядку: 1) масса mp протона p, равная 938,2 Мэв* ; 2) масса mn нейтрона n - 939,5 МэВ; 3) me электрона e - 0,51 МэВ; 4) безразмерная константа тонкой структуры (e - 1/137, характеризующая взаимодействие заряженных частиц.

Нейтронная вселенная. Общеизвестно, что водород - основной химический элемент во Вселенной. Менее известно, что нейтральный водород предопределяет существование почти всех космических тел: планет, звезд и галактик. Суть дела заключается в том, что образование гигантских стабильных систем - галактик (а, следовательно, и звезд) обуславливается игрой противоположных тенденций: гравитационным притяжением и отталкиванием, связанным с излучением фотонов, возникающих при сжатии газовых облаков. Последний фактор особенно велик, когда газ ионизован, т.е. состоит из несвязанных протонов и электронов. Этот фактор существенно уменьшается, когда происходит рекомбинация нейтрального водорода (начало рекомбинации соответствует температуре Т ( (104) К). В этой ситуации из-за взаимной экранировки электронов и протонов излучение существенно уменьшается, и становится возможным образование протогалактик. В дальнейшем, эти образования обосабливаются и распадаются на более мелкие фрагменты - скопления звезд.

В этом процессе определяющую роль играет стабильность атомов водорода. Известно, что водород абсолютно стабилен. Эта стабильность гарантируется самым суровым законом - законом сохранения массы; стабильность гарантируется, однако, с плохим запасом „прочности”. Поясним это утверждение. При достаточно высоких температурах (Т > (1010) К) возможна реакция: p + e +n+(.(( - нейтрино). Однако, как легко заключить из подсчета масс в правой и левой частях указанной реакции mp + ne < mn и, поэтому, при сравнительно малых температурах, когда происходит образование галактик, эта реакция невозможна.

Изменим далее немного физическую ситуацию во Вселенной. Именно: увеличим массу электрона me более, чем в три раза. Тогда, mp + me > mn и будет осуществляться реакция p + e+ n+(, т.е. атом водорода превратится в нейтрон и нейтрино. Легко представить себе „трагические” последствия такого превращения. В конечном счете, весь водород превратится в нейтроны, вселенная будет состоять исключительно из нейтронных звезд и галактик. Вместо нашей богатой химическими элементами и яркими звездами Вселенной возникнут мрачные вселенные с единым „нейтронным” цветом.

И здесь возникает важнейший вопрос. Далеко или близко мы „спустились по склону”, увеличив массу электрона в 3 раза? Чтобы ответить на этот вопрос проделаем следующую процедуру. Расположим массы элементарных частиц* в порядке их возрастания: m1 = m( (масса электрона); m2 = m( (масса мюона); m3 = m( (масса - мезона). Обозначим по оси абсцисс (см. рис. 1) отношения mn+1/mn. По оси ординат отложим десятичные логарифрмы этих отношений. Видно насколько отношение m(/me отличается от всех остальных отношений. На рис. 1 черной краской зачернена область, отделяющая нашу Вселенную от „грехопадения” в мрачную нейтронную бездну.

Рисунок 1.

 EMBED Paint.Picture 

Никакого объяснения малости массы me, сравнительно с массами других элементарных частиц, сейчас нет. Единственная гипотеза, которая может пояснить этот факт, заключается в допущении, что в процессе формирования фундаментальных постоянных - процессе, происходящем на самой ранней стадии расширения Вселенной, возник гигантский выброс массы легкой частицы; выброс, который обеспечил все химические многоцветия нашей Вселенной.

Водородная вселенная. Изменим незначительно другие константы. Известно, что тяжелый водород-дейтерий* является химической экзотикой, не имеющей значения в повседневной жизни и играющей относительно малую роль в химии и физике. Однако ядро дейтерия - дейтон находится на авансцене природной лаборатории. Современная теория образования химических элементов основана на допущении, что их ядра образуются путем последовательного превращения атомного ядра с весом А в ядро - А + 1. Поэтому дейтон является основным звеном нуклеосинтеза, т.е. процесса образования ядер сложных химических элементов. Для успешного осуществления нуклеосинтеза необходимо, чтобы дейтон был бы стабильной частицей. Однако дейтон состоит из двух частиц - протона и нейтрона, который в свободном состоянии распадается. Казалось бы, что и дейтон также должен был бы распадаться. Однако дейтон стабилен, поскольку разница масс примерно вдвое меньше энергии связи нейтрона и протона в дейтоне; поэтому распад связанного нейтрона запрещен законом сохранения. Однако во вселенной, в которой разница масс всего лишь вдвое превышала бы наблюдаемую, - дейтон будет нестабильным и сложные элементы не смогут возникнуть. Такая вселенная будет „одноцветной”, состоящей только из водорода.

Протон и нейтрон относятся к одному семейству элементарных частиц - нуклонам. И вот оказывается, что значение разницы масс членов семейства mn - mp для нуклонов существенно меньше значений для других семейств элементарных частиц. Даже, если бы значение для нуклонов равнялось бы наименьшему значению для других семейств, то дейтон потерял бы стабильность и в таком мире не было бы сложных химических элементов.

Фотонная вселенная. Для теории элементарных частиц в последние годы наметился некоторый прогресс. В частности, широкую популярность приобрело важнейшее предсказание - нестабильность протона* . С первого взгляда это предсказание кажется абсурдным. Установленное на опыте время жизни протона tp > 1031-1032 лет. Но самое интригующее в этом предсказании то, что теоретическое значение tp = 1031(2 года, то есть близко к экспериментальному пределу. Поэтому нет ничего удивительного, что в поиски распада протона включилось по крайней мере десяток больших экспериментальных групп.

Нас будет интересовать другое: исключительно сильная (экспоненциальная) зависимость величины tp от константы (е. Поэтому небольшое изменение значения ( е приведет к огромному изменению tp. Конкретно, если увеличить ( е примерно в 1,5 раза ( ( е (1/80), то величина tp' будет меньше времени существования Вселенной. Это приведет к тому, что все протоны распадутся. В результате сложной цепи реакций в конечном счете все заряженные частицы превратятся в фотоны и нейтрино. Вселенная (если бы значение было бы несколько больше, чем то, которое существует) состояла бы исключительно из фотонов и нейтрино. Связанные состояния - ядра, атомы, молекулы и т.д. в такой вселенной не существовали бы. Вселенная была бы абсолютно „серой”.

Наша Вселенная - уникальный мир. Таким образом, нет оснований для оптимизма, т.е. предположения, что существуют другие вселенные с совершенно иными, отличными от нашей Вселенной свойствами, но столь же (или более) высоко организованные.

В известном смысле, наша Вселенная - самая совершенная из всех вселенных. Именно: небольшое изменение численного значения фундаментальных постоянных привело бы к исключительному обеднению Вселенной. В результате подобной умозрительной процедуры оказывается, что либо в таких вселенных отсутствовали бы ядра, атомы и молекулы, либо эти вселенные оказались бы „одноцветными” - состоящими из нейтрино либо водорода. В последнем случае отсутствовали бы сколь-нибудь сложные молекулы.

Cуществуют веские основания полагать, что наша Вселенная с действующими в ней физическими законами и численными значениями фундаментальных постоянных является гигантской флуктуацией. Об этом, в частности, свидетельствуют исключительно малое значение массы электронов, сравнительно с массами других элементарных частиц и весьма малое значение разности (m сравнительно с величинами (m для других семейств частиц. Именно весьма малые значения me и (m необходимы для существования сколь-нибудь сложных форм вещества.

Здесь мы привели лишь небольшую часть фактов, свидетельствующих о чрезвычайно жестком отборе численных значений фундаментальных постоянных, необходимом для существования основных элементов Вселенной: атомов, звезд и галактик. Сравнительно полный набор таких фактов приводится в книге автора [3].

Таковы факты, являющиеся следствием хорошо установленных и проверенных физических законов (исключая распад протона - гипотезы весьма правдоподобной, но не доказанной).

Наша Вселенная по своему химическому многоцветию уникальна. Это физико-химическое разнообразие - следствие поразительно „удачного” сочетания численных значений фундаментальных постоянных. Далее, может возникнуть вопрос: можно ли хотя бы грубо оценить вероятность появления такой Вселенной как наша? С первого взгляда, такой вопрос кажется абсурдным, поскольку в нашем распоряжении нет „машины”, генерирующей вселенные. Действительно такая машина (даже в теории) отсутствует. Однако мы располагаем довольно многочисленными данными, относительно физических констант, аналогичных рассмотренным выше, но не играющих существенной роли в созидании структуры Вселенной... Конкретно можно упомянуть о массах элементарных частиц, число которых сейчас превышает 300. Можно, в частности, построить распределение частиц по их массам, которые хорошо измерены на эксперименте и задаться вопросом: какова вероятность того, что в таком распределении окажется частица с массой электрона, лежащей в интервале 0,5-2 МэВ. (Именно такой интервал необходим для избежания полной нейтронизации вещества; см. раздел „Нейтронная вселенная”). Оказывается, что такая вероятность примерно равна одной миллионной (10-6). Если же учесть экстремальность других фундаментальных констант, то эта вероятность уменьшится очень существенно.

Таким образом, разумеется, весьма грубо можно оценить появление „прекрасной” Вселенной, подобной нашей. Здесь можно было бы поставить точку, не искушая себя дальнейшими вопросами: что означает утверждение „Вселенная появляется?”. „Из чего она появляется и как?”. Все же такая точка, оставит, вероятно, чувство неудовлетворенности.

назад содержание далее




ПОИСК:




© FILOSOF.HISTORIC.RU 2001–2021
Все права на тексты книг принадлежат их авторам!

При копировании страниц проекта обязательно ставить ссылку:
'Электронная библиотека по философии - http://filosof.historic.ru'
Сайт создан при помощи Богданова В.В. (ТТИ ЮФУ в г.Таганроге)


Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь