загрузка...

Вселенная и человек

  • 16.06.2010 / Просмотров: 6340
    //Тэги: Гордон   космос   человек  

    Говорят ли недавние достижения астрофизики, преобразившие наше представление о Вселенной и открывшие новые горизонты в физике макромира, о беспредельных возможностях научного познания? О месте и роли человека в Мироздании - астрофизики Юрий Ефремов и Артур Чернин.

загрузка...







загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Расшифровка передачи


Александр Гордон. …которая прозвучала как одна
из версий возникновения Вселенной в этой программе.
Версия была, если я верно излагаю, следующая: физи-
ческий вакуум, вот этот самый непостижный и непонят-
ный нам первичный вакуум в результате некоей флук-
туации произвёл частицу, которая, пройдя под барье-
ром, из-за туннельного эффекта, попав в то, что теперь
называется пространством-временем, всё и натвори-
ла. То есть, это так или иначе приближение к квантовой
теории гравитации и, следовательно, квантовой тео-
рии происхождения Вселенной. У меня возникает одна
большая проблема: если верить современной кванто-
вой механике, в момент возникновения этой частицы и
её туннелирования, её прохода под барьером, должен
был быть наблюдатель. И вот тут взамен версии, ко-
торую предлагают многие учёные (я читал это и в ма-
териалах к сегодняшней программе, версии от боже-
ственного до разумного происхождения наблюдателя;
некий разум, может быть, схожий с нами, произведший
эксперимент в лаборатории, в результате чего получи-
лась эта самая Вселенная), я услышал вдруг вот ка-
кую версию. Поскольку речь шла об обнаружении гра-
витационных волн, которые вот-вот сможем поймать и
зафиксировать, то у нас появится возможность пройти
через реликтовое излучение своим взглядом и попасть
туда, в самое начало Вселенной. И вот тогда, посколь-
ку время-то относительно – прошлое, настоящее, бу-
дущее – всё, в общем, одномоментно, – тогда у начала
Вселенной появится наблюдатель, необходимый для
её происхождения, и этот наблюдатель – мы. Вот это
меня абсолютно поразило, и я требую, просто настаи-
ваю на ваших комментариях.
Артур Чернин. Это большая честь для нас сотво-
рить Вселенную своим фактом её наблюдения. Но
нужно подумать о том, как проверить эту идею экспе-
риментальным путём. И если это не физика, а филосо-
фия, пожалуйста, можете говорить что угодно, не забо-
тясь ни о каких экспериментальных тестах. Но если вы
желаете говорить о физике, извольте придумать экспе-
римент, хотя бы мысленный, эксперимент, в котором
вы бы проверили, в самом ли деле вы своим взглядом,
ну пусть с помощь гравитационных волн, на начальное
состояние Вселенной, этим самым взглядом её сотво-
рили. Скажите, вы можете представить себе такой экс-
перимент?
Александр Гордон. Я – нет. Но я, честно говоря, и не размышлял
над этим с точки зрения эксперимента.
Артур Чернин. Я тоже не могу себе представить такого экспе-
римента, и я думаю, что его и не существует, не суще-
ствует эксперимента, который дал бы ответ «да» или
«нет» на вопрос, правильно так рассуждать или это
ложное рассуждение. Ну, если нет такого эксперимен-
та, я думаю, что нет. Ты как считаешь?
Юрий Ефремов. Эксперимента не видно, конечно,
но сама идея возникновения Вселенных, множествен-
ных Вселенных как флуктуаций первичного вакуума,
она вполне научна, она же входит в составную часть
теории инфляции, правда ведь?
Артур Чернин. Ну то, что входит как составляющая часть в те-
ории инфляции, не говорит ни «за» и ни «против», я
бы даже сказал, скорее «против» этого. Теория-то не
проверена.
Юрий Ефремов. Теория не проверена, но она имеет некую фи-
лософскую красоту – бесконечный и вечный вакуум, в
котором то в одном, то в другом месте возникают из
элементарных частиц быстро раздувающиеся вселен-
ные, причём, в самое разное время. В каждой вселен-
ной своя физика, может быть, разное число размерно-
стей, другие элементарные частицы.
Александр Гордон. Но мы опять упираемся в невозможность экспе-
риментальной проверки.
Юрий Ефремов. Да, к сожалению, это, конечно, верно, но всё же
один «эксперимент» был проведён успешно – это наша
Вселенная, и это мы, которые в ней живём, потому-то
наша Вселенная кажется удивительным образом точно
подогнана к возможности нашего существования. Это
то, что называют антропным принципом. Я думал об
этом говорить в конце, но можно и вначале.
Александр Гордон. Я думаю, что стоит вначале, потому что ведь
именно из-за того, что современная наука, пользуясь
математикой, математической логикой, теориями, ко-
торые проверены, которые работают уже как инженер-
ные системы, та же квантовая механика, она прихо-
дит к каким-то заключениям, которые ни мыслимым,
ни немыслимым экспериментом проверить нельзя. И
это заставляет многих критиков говорить о том, что на-
ука в её классическом виде, «теория, практика, экспе-
римент», она закончилась, что она вступает в область
метафизических исследований, где любая теория хо-
роша, если она, как вы изволили выразиться, красива.
Юрий Ефремов. Это второй вопрос, который действительно мы
обязательно затронем. Но если сейчас немножко про-
должить про антропный принцип. Известно, что, ска-
жем, если бы было в пространстве два или четыре
измерения, уже не было бы устойчивых орбитальных
движений ни звёзд, ни планет и так далее. Если бы
масса протона не была столь близка к массе нейтрона,
не существовали бы стабильные атомы. Удивитель-
ным образом выпадает из общего ряда масса элек-
трона, которая примерно в 1800 раз меньше, чем у
протона. И много-много таких закономерностей. И вот
спрашивается, значит, кто-то измыслил нашу Вселен-
ную так, чтобы она была подходящей для нашего су-
ществования. Фред Хойл, знаменитый астрофизик и
фантаст в «Чёрном облаке» прекрасно сформулиро-
вал эту проблему, как правильно подходить к задаче.
Дело в том, что мы – дети этой нашей Вселенной, и по-
этому не нужно ставить телегу впереди лошади. Наша
логика отвечает логике нашей Вселенной, потому что
мы родились в нашей Вселенной. Как быть с возмож-
ностью, что существует множество вселенных, может
быть, они есть, может быть, нет, это действительно не-
кое умозрительное соображение. Но наша Вселенная
есть, мы в ней есть, мы в ней проэволюционировали
и достигли даже состояния разумности, так что можем
рассуждать. И есть целое направление в теории по-
знания, одно из немногих, которое поддерживают есте-
ствоиспытатели. Сейчас в философии действительно
зарождается такая тотальная критика научного подхо-
да к миру.
Артур Чернин. И физика заражается этим самым тоже.
Юрий Ефремов. Немножко есть. И вот есть это направление,
эволюционная теория познания, которая говорит, что
мы дети нашей Вселенной и наши познавательные
способности отвечают устройству Вселенной, ибо они
такими появились в процессе эволюции. Вот если бы
именно нашей Вселенной не было бы, просто не бы-
ло бы и личности, которой поставили бы такой вопрос.
Так что всё в пределах нашей Вселенной вполне увя-
зано. И хотя говорят, что вот мы можем воспринимать
мир сквозь какое-то узкое окно, что мы закидываем на
мир сеть с какими-то ячейками и вылавливаем из мира
только то, что больше ячеек… Но ведь ячейки стано-
вятся всё меньше и меньше, и если мы смотрим сквозь
окно – пожалуйста, можно с этим согласиться. Но мы
прорубаем всё новые окна, и мы видим на практике,
что наши знания всё время расширяются и расширяют-
ся, и они действительно объективно отвечают нашему
миру. Уже просто сам тот факт, что вот мы здесь сидим,
на нас светят лампы и посредством этого электромаг-
нитного магнитного поля нас видно отовсюду, это воз-
можно именно потому, что наши познавательные спо-
собности сформировались как ответ на логику Вселен-
ной. И всё это обязано, в конце концов, бескорыстной,
действительно, любознательности учёных.
В 20-х годах уже позапрошлого века Ампер и Эрстед
увидели, что у компаса, поднесённого к проводнику с
током, стрелка поворачивается. Отсюда всё и пошло
– Фарадей, Максвелл, Герц, Попов и так далее. И вот
критики науки почему-то поразительным образом об
этом забывают, они забыли, что вся цивилизация тех-
нологическая держится именно на том, что 20, 50 или
180 лет назад учёные просто в силу внутреннего лю-
бопытства чем-то таким заинтересовались.
Александр Гордон. Я думаю, что критика-то строится немножко по
другому принципу…
Юрий Ефремов. Но по этому тоже.
Александр Гордон. …понимая, что существованием той цивилиза-
ции, в которой мы живём, мы обязаны в первую оче-
редь наукам, и естественным наукам, разумеется. Мо-
жет быть, здесь недовольство качеством – я имею в
виду сейчас не качество быта, а качество жизни, пото-
му что человек в разгадке вопроса не ближе, чем Ари-
стотель или его ученики, хотя мы прошли такой огром-
ный путь. Может быть, этим вызвана критика науки? То
есть, мы узнаём всё больше и больше о мире, эта сетка
становится всё меньше и меньше, она превратилась
уже даже не в комариную, а в атомную, ну и что?
Юрий Ефремов. Вот это действительно серьёзный и глубокий
вопрос, на который есть совсем разные точки зрения.
Знаменитый физик Фейнман думает, что мы, в конце
концов, построим единую теорию всего и останется
только какие-то частности изучать. Но есть и другая
точка зрения, которая, скорее, приближается к старой
притче о том, что по мере расширения области наших
знаний увеличивается и поверхность соприкосновения
с неизвестным.
Александр Гордон. Мы гонимся за горизонтом.
Юрий Ефремов. Но важный момент состоит в том, что внутри
горизонта мы действительно знаем то, что мы знаем.
А критика направлена на то, что, дескать, у нас знания
недостоверны, потому что одни теории сменяют дру-
гие. Но они, эти критики, не понимают, что действует
принцип соответствия. Новое знание всегда, если оно
научное, если оно правильное, всегда включает старое
как частный или предельный случай. Ньютонова ме-
ханика оказывается разновидностью эйнштейновской
для малых скоростей и так далее и так далее. В общем,
завоёванных территорий наука не отдаёт, она продви-
гается дальше и дальше. Ну, или можно ещё так срав-
нить.
Мы, учёные-исследователи, строим картину мира.
(Слово «учёные» какое-то нехорошее, лучше говорить
«исследователь». Действительно, учёный, он в основ-
ном мало учёный, либо он понимает не так уж мно-
го). Но все исследователи – люди, преданные свое-
му делу, для них это смысл жизни, и они чем занима-
ются? Они строят, я бы сказал, бесконечную, мозаич-
ную картину, в центре картина уже выглядит очень хо-
рошо, резко все друг с другом состыкуется. И потом
на периферии подстраиваются новые кусочки. Всякие,
так сказать, лжеучёные, пытаются присоединить что-
то совершенно несуразное, кусок, который не вяжется
со всем остальным. А вот если этот кусочек правиль-
ный, он обязательно находит своё место сначала на
периферии этой картины, может быть, дальше потом к
нему же подстраиваются новые такие, отростки даже
могут выступить. Потом заполняется промежуток ме-
жду ними, и эта мозаичная картина расширяется и рас-
ширяется. И я, честно говоря, сейчас не знаю, есть ли
предел у этого процесса.
Александр Гордон. Тут у меня опять, тоже пользуясь вашей анало-
гией, есть вопрос. Помните про знаменитую архиме-
довскую точку опоры: дайте мне точку опоры, я пере-
верну землю. Дайте мне точку отхода, чтобы я мог уви-
деть всю эту картину целиком, даже не бесконечную,
даже ту, которая создана на сегодняшний день. Ведь
посмотрите, что получается. Вы сравниваете это с кар-
тиной, а я, может быть, сравню с норами, прорытыми в
земле. Скажем, очень далеко ушёл от центра, осозна-
ваемого всеми учёными, исследователь в области био-
логии, и очень далеко ушёл астрофизик. И настолько
далеко они ушли, что где они соединятся кроме разве-
данного центра той самой классической картины мира,
от которой мы идём всё дальше, я не знаю. Это тоже
критика науки. Зачем же нам знать больше, если мы не
можем объединить это в единую картину?
Артур Чернин. Вы заметили, что критика науки, как правило,
относится к теориям. Никто не критикует эксперимент
или наблюдение. Почему?
Александр Гордон. Ну да, потому что это невозможно.
Артур Чернин. Потому что, чтобы критиковать эксперимент
или астрономические наблюдения, нужно понимать, о
чём идёт речь. А в действительности ведь наука со-
стоит по большей части из эксперимента и наблюде-
ния. Теория – замечательный стимул для наблюдений
и экспериментов. Но конечный продукт знания – это
всегда эксперимент, астрономическое наблюдение. И
здесь критики науки могли бы обратить внимание на
то, что и в астрономии в последнее время, казалось
бы, в такой абстрактной науке, как космология, часть
астрономии, происходят такие замечательные откры-
тия, настоящая революция, как некоторые считают. И
всё это не результат теории, а результат прямых астро-
номических наблюдений.
Юрий Ефремов. Чтобы вернуться к вашему вопросу, всё-таки
именно астрономия изучает условия, которые приво-
дят к появлению жизни, биологии и так далее и так
далее. И в какой-то далёкой перспективе, я думаю,
астрофизик найдёт и лучшее понимание с биологами.
Оно, собственно, уже сейчас есть – проблема незем-
ной жизни, проблема неземных цивилизаций. Действи-
тельно, Артур правильно заметил, что одновременно с
таким разгулом критики науки (в особенности, связан-
ном с постмодернизмом, который вообще говорит, что
наука не более чем один из «текстов», что все «тек-
сты» равноправны), в конце ХХ века началась новая
великая эпоха в астрономии. Она началась с открытия
других планетных систем. Я астрономией заинтересо-
вался ещё где-то в третьем классе, и тогда мечта об
открытии планет у других звёзд казалась несбыточной
фантазией. Но в 1995-ом году была открыта первая
планета около звезды, просто потому, что измерения
лучевых скоростей стали настолько точны, что мы по-
чувствовали, как звезда чуть дрожит вокруг центра тя-
жести своей планетной системы. Их сейчас уже около
ста.
Артур Чернин. А попытка соединить астрономию с биологией
уже была сделана. Первым астробиологом был Джор-
дано Бруно. Он сказал, что жизнь существует на других
планетах, хотя, возможно, и в других формах. Сейчас
астробиология становится одной из новых и быстро
развивающихся наук, благодаря наблюдательным от-
крытиям астрономии в первую очередь. Открытие пла-
нет вне солнечной системы – это прямое подтвержде-
ние гипотезы Бруно о том, что существуют такие тела
во Вселенной, которые похожи на Землю, а значит, на
этих телах возможна жизнь…
Юрий Ефремов. И есть совершенно конкретные наблюдатель-
ные программы, которые позволят, по-видимому, про-
верить, есть ли жизнь на очень далёких планетах у дру-
гих звёзд. Просто мы уже подходим к возможности об-
наруживать в спектре звезды линии кислорода, кото-
рые принадлежат атмосфере планеты, вращающейся
вокруг неё, а кислород – это биогенное образование,
кислород на земле сделан растениями, и практически
много молекулярного кислорода можно сделать толь-
ко каким-то живым процессом, иначе он очень быстро
исчез бы, ушёл бы на окислительные процессы – зна-
чит, его кто-то непрерывно возобновляет. Такая зада-
ча поставлена, это проблема ближайших, может быть,
пяти лет.
Ещё одно открытие. Вот изображение галактики М51
или Водоворот, вот прекрасная спиральная структура.
А в центре сидит не что иное, как чёрная дыра, и это
найдено по очень быстрому движению газа, в данном
случае, движением газа вокруг ничтожно маленького
объёма в центре галактики. Значит, если знаем скоро-
сти и размеры, знаем силу гравитацию, и в таких раз-
мерах может быть только чёрная дыра. А вот на сле-
дующей картинке, насколько я помню, должна быть га-
лактика Андромеда, вот она. Считается, что наша соб-
ственная галактика очень похожа – туманность Андро-
меды вот она появилась – она видна сбоку, спираль-
ные рукава, вот где-то на окраине мы сидим в нашей
Галактике, где-то на окраине звёздной системы при-
мерно такого же типа. И тоже такое центральное взду-
тие, центральный балдж, если угодно, а в центре сидит
чёрная дыра. И это опять-таки только по движению га-
за заподозрено движение газа.
А наша собственная Галактика, на следующей кар-
тинке сейчас должна появиться, там мы уже около
10-ти лет отслеживаем быстрое вращение нескольких
звёзд вокруг самого центра Галактики, – ну, конечно,
не мы в России… Там мелькала картинка с нашим ше-
стиметровым телескопом, а потом были картинки Ве-
ри Лардж телескопа, это на Южной европейской обсер-
ватории, и Кек-телескоп 10-метровый на Гавайях. Эти
два телескопа измерили движение звёзд просто непо-
средственно в самом центре галактики. Там оказались
гигантские скорости орбитальных движений, десятки
тысяч километров в секунду в области размером мень-
ше солнечной системы. Вот это изображение нашей
собственной Галактики, эта картинка охватывает пол-
неба, это в далёком инфракрасном диапазоне, и мы
видим действительно это центральное сгущение на-
шей Галактики, а в центре сидит загадочный объект.
Это абсолютно загадочная вещь, потому что если это
не чёрная дыра, то это вообще… Это ещё что-то более
чудовищное и непонятное – в чём нет необходимости,
мы всегда должны выбирать минимальную гипотезу. А
чёрная дыра – это уже проблема квантовой теории гра-
витации, к которой можно уже теперь подойти вплот-
ную и экспериментально что-то изучать, наблюдатель-
но. Правда ведь?
Артур Чернин. Главное – наблюдения, с наблюдениями, в са-
мом деле, дела обстоят с каждым годом всё интерес-
нее и интереснее. Казалось бы, теория должна пре-
подносить сюрпризы, теория должна загадки нам зага-
дывать или предлагать какие-то неожиданные отгадки.
Но эксперимент и наблюдение – вот что удивляет нас и
удивляет теоретиков, например, открытие вакуума во
Вселенной, потрясающее открытие, которое сделали
астрономы-наблюдатели.
Юрий Ефремов. Да, это поразительная вещь, тут действитель-
но было совершенно неожиданно сделано по откры-
тиям Сверхновых звёзд в далёких галактиках. Вот как
раз сейчас картинка, на которой показана далёкая га-
лактика, отдельные звёзды на ней неразличимы, они
сливаются в светлый туман. Но вот виден слева вни-
зу один очень яркий объект. Это звезда, которая све-
тит сейчас ярче ста миллионов звёзд, она вспыхива-
ет так на короткое время. Оказалось, что светимость
в момент максимума вспышки у некоторых типов этих
звёзд одинаковая, и значит, мы можем построить по
этим звёздам диаграмму расстояние – красное смеще-
ние. Это диаграмма, аналогичная той, которую впер-
вые построил Хаббл по наблюдениям галактик, и кото-
рая доказала, что расстояния между галактиками уве-
личиваются, Вселенная расширяется. Хаббл тут, на-
верное, мелькал, но мы его пропустили, увлеклись
разговором. Эта картинка показывает, особенно вни-
зу слева должно быть видно, вот стрелка – галакти-
ка, и рядом сверкнула звезда, это уже у очень далёкой
галактики. И оказалось, что поведение этих Сверхно-
вых звёзд типа Ia… На диаграмме видимая величина
– красное смещение. Оказалось, что Сверхновые от-
клоняются от линейной зависимости между расстоя-
нием (красным смещением) и блеском (зависящим от
расстояния и светимости). Физики долго не могли по-
верить в достоверность этого результата. Он означал
открытие вакуума.
Артур Чернин. Да, это было открытие вакуума. Казалось бы,
рутинные наблюдения, правда, наблюдения с самыми
лучшими инструментами. Здесь и крупнейшие назем-
ные телескопы, и Космический телескоп имени Хаббла
на орбите. Огромный наблюдательный материал. Вот
эти точечки, которые мы видим на верхней диаграмме,
это всё наблюдения, это наблюдения отдельных вспы-
шек Сверхновых. Почему именно Сверхновых? Пото-
му что они очень яркие, как Юрий Николаевич сказал…
Юрий Ефремов. Ярче обычных новых звёзд.
Артур Чернин. Гораздо ярче обыкновенных звёзд, даже ярче
бывает целой галактики. Поэтому их видно на очень
больших расстояниях, на таких больших расстояниях,
где уже космологические эффекты появляются, где по-
являются эффекты не только космологического рас-
ширения, эффекты скорости расширения, но и эффек-
ты ускорения или замедления расширения.
Юрий Ефремов. Вот это решающая вещь.
Артур Чернин. Это в самом деле было решающим обстоя-
тельством. Теоретики не мечтали и думать не могли
ещё несколько лет назад, что удастся столь надёж-
но и определённо доказать существование вакуума во
Вселенной в таких наблюдениях или вообще в каких
бы то ни было наблюдениях. Эти наблюдения оказа-
лись чрезвычайно интересными, важными, неожидан-
ными по выводам. Сами наблюдатели первое время
не очень верили себе. Брайен Шмидт говорил, что он
не только боится теоретикам объяснять свои резуль-
таты, но он их сам не очень хорошо понимает, поче-
му это удалось сделать. А удалось это сделать потому,
что использована самая современная техника, потому
что велись рутинные, казалось бы, наблюдения, но на
протяжении множества лет. И вот эти точечки, если по-
смотреть на диаграмму, особенно ближе к правому её
краю…
Юрий Ефремов. На верхней диаграмме.
Артур Чернин. Да, да. Они ложатся скорее на верхнюю из тех
прямых, которые там показаны. Прямые – это теории,
а точечки – это наблюдения. И вот тонкое различие
между двумя теоретическими линиями на самом деле
означает возможность двух миров – мир, который рас-
ширяется с ускорением, и мир, который расширяется
с замедлением. Верхние точечки ложатся на верхнюю
линию, это как раз линия, соответствующая миру, кото-
рый расширяется с ускорением. А расширяться с уско-
рением он может только по одной-единственной при-
чине, других причин мы просто не знаем, но эта при-
чина наверняка существует – это существование ваку-
ума, это присутствие во Вселенной вакуума, вакуума
с очень высокой плотностью. Когда мы говорим «ваку-
ум», мы, как правило, имеем в виду пустоту. Но это не
пустота, это, конечно, очень сильно разрежённая сре-
да. Но всё-таки это среда, плотность которой в сред-
нем по Вселенной такая, что она превышает суммар-
ную плотность всех остальных невакуумных видов ма-
терий, включая так называемую тёмную материю.
Юрий Ефремов. И этот вакуум – среда с отрицательным давле-
нием.
Артур Чернин. С отрицательным давлением к тому же, да.
Именно отрицательное давление этой среды и создаёт
эффект ускорения. Дело в том, что согласно общей те-
ории относительности, это впервые было понято Эйн-
штейном, гравитационную силу создаёт не только мас-
са и плотность вещества, но также и давление веще-
ства. Это замечательная была мысль, которая под-
твердилась во множестве и теоретических, и экспери-
ментальных результатов. И придуманный Эйнштейном
вакуум… А это он придумал в 1917 году в первой ра-
боте по космологии, основанной на общей теории от-
носительности, он указал на возможность стационар-
ной Вселенной, что само по себе не очень интересно,
как выяснилось в дальнейшем, но причина, по кото-
рой Вселенная могла быть стационарной, это всеоб-
щее отталкивание, это всемирное антитяготение…
Юрий Ефремов. Которое компенсирует тяготение.
Артур Чернин. Которое компенсирует тяготение вещества и
потому создаёт возможность статичности в мире. На
каждую частицу действуют две силы – отталкивание и
притяжение, и если они равны друг другу по величи-
не и направлены противоположно, частицы покоятся,
и так мир может покоиться. Однако мир на самом де-
ле не находится в состоянии покоя, мир находится в
состоянии расширения. Это доказал сначала теорети-
чески Фридман Александр Александрович, петербург-
ский математик, а затем это было доказано Хабблом,
которого мы уже упоминали, знаменитым американ-
ским астрономом. Мир находится в состоянии расши-
рения. Но до сих пор считалось, что это расширение
происходит благодаря какому-то изначальному толчку,
и в дальнейшем должно затухать, замедляться благо-
даря всемирному тяготению. И в последние несколько
лет стало известно, что, в действительности, Вселен-
ная расширяется не с замедлением, а с ускорением.
Меняется вся картина Мира с обнаружением ускоре-
ния расширения, и притом это ускорение, несомненно,
связано с вакуумом, и вакуум этот преобладает во Все-
ленной по плотности.
Юрий Ефремов. Вот это самый важный момент. (Эта картинка
на экране относится просто к расширению Вселенной,
как это было видно по галактикам.)
Артур Чернин. Между прочим, здесь возникает такой замеча-
тельный парадокс. Вселенная расширяется с ускоре-
нием, расширяется так, что галактики разбегаются друг
от друга со всё большими и большими скоростями,
они уносятся друг от друга, ускоряясь, расстояние ме-
жду ними возрастает, возрастает всё больше и больше,
скорости возрастают. А Вселенная в целом, четырех-
мерное пространство-время, при этом становится всё
ближе и ближе к статическому. Четырехмерное про-
странство-время определяется в этом случае только
одним вакуумом, но вакуум устроен так, что его плот-
ность и давление не меняются со временем вообще,
они не меняются ни в пространстве, ни во времени.
Вакуум – это абсолютная статическая среда. И если
вакуум создаёт пространство-время, а сам он стати-
чен, значит, и пространство-время должно быть ста-
тично. Вот представьте себе, что имеется четырехмер-
ное пространство-время, в котором со всё возрастаю-
щими скоростями происходит космологическое расши-
рение. Такова современная картина мира, и она ста-
ла возможна благодаря этим наблюдениям Сверхно-
вых. Совершенно новый подход ко всему, совершенно
новый взгляд на вещи. Вот некий парадокс, который,
однако, в теории разрешается сравнительно легко. В
действительности, в теории Фридмана уже имелся с
самого начала вариант такого неограниченно быстрого
и ускоряющегося расширения, в котором четырехмер-
ное пространство-время в итоге оказывалось статиче-
ским.
Юрий Ефремов. Вот это как раз, я думаю, порция сложных фор-
мулировок, которые так любят зрители.
Артур Чернин. Это удивительное обстоятельство.
Александр Гордон. Это удивительное и совершенно непредстави-
мое обстоятельство.
Юрий Ефремов. Непредставимое, да. Но мало того, что Вселен-
ная расширяется с ускорением, по нему можно изме-
рить плотность энергии вакуума, и оказалось, что око-
ло 70-ти процентов массы, или, лучше сказать, плот-
ности энергии Вселенной определяется именно этим
самим вакуумом. Это новая, фактически, физическая
сущность, хотя признаки её существования в экспери-
ментах были, но плотность энергии удалось измерить
только астрономам, только на основании обнаружения
далёких Сверхновых, о которых тут говорилось. А так-
же, кстати, в последнее время и по новым измерени-
ям на спутниках. 70 процентов всего, что мы видим во
Вселенной, это практически ещё не изученный вакуум.
Но и этого ещё мало.
Следующие 27 процентов тоже принадлежат, в об-
щем, неизвестно чему. Правда, эта история довольно
старая. Тут мелькнуло скопление галактик (скорости
галактик в скоплениях ещё в 30-х годах были измере-
ны очень хорошо), это скопление галактик в Коме (Во-
лосах Вероники). В 30-х годах ещё Фриц Цвикки об-
наружил, что скорости в этом скоплении очень высо-
кие. Массы звёзд мы знаем, и знаем, примерно, сколь-
ко звёзд в галактиках, и значит, массы самих галактик.
И получалось, что при таких массах галактик и их вы-
соких скоростях эти скопления устойчивы быть не мо-
гут, силы взаимного притяжения не хватает. Об этом
хорошо забыли, и уже в конце 50-х годов наш астроном
В.А.Амбурцумян отсюда сделал вывод, что скопления
неустойчивы, что там должны всё время рождаться но-
вые галактики и так далее и так далее. Однако вскоре
стало ясно, что и в галактиках, во многих галактиках то-
же существует какое-то вещество, которое не являет-
ся ни звёздами, ни газом, но вещество гравитирующее,
так что массы галактик много больше, чем суммарная
масса их звёзд. И природа этого вещества, которое со-
ставляет примерно 27 процентов от общей массы Все-
ленной, остаётся неизвестной до сих пор. По сравне-
нию с природой вакуума задачка, казалось бы, более
простая, но природа его неизвестна. Причём диапа-
зон масс возможных объектов, ответственных за эту
«скрытую массу» составляет много порядков, от мас-
сивных чёрных дыр до элементарных частиц. Скорее
всего, это некий новый вид элементарных частиц, сла-
бо взаимодействующие массивные частицы, которые
ещё предстоит открыть. Вот как 30 лет искали нейтри-
но от Солнца, вот сейчас уже, наверное, лет, не знаю
сколько, может быть, 5, 10 ищут эти частицы, они сла-
бо взаимодействуют, но слегка изменяют некоторые
ядерные реакции. И физики снова уходят под землю,
чтобы исключить всякие помехи.
И получается что же? Получается, что наши люби-
мые звёзды составляют лишь малую долю массы Все-
ленной. У Шкловского была книжка когда-то «Звёзды:
их рождение, жизнь и смерть». Когда он сел за её со-
чинение, это было лет 30 назад, он пришёл ко мне; я –
звездник, Шкловский – астрофизик, и он спросил меня:
какие объекты самые главные во Вселенной? Я сказал
сразу же – звёзды. Он остался не очень доволен, пото-
му что он занимался раньше диффузным веществом,
газовыми туманностями, но решил написать книжку о
звёздах, понял, что звёзды очень важны, но оказыва-
ется, кто-то ещё уже знал правильный ответ на этот
вопрос.
Артур Чернин. И на звёзды приходится всего один процент
массы Вселенной. То, что мы видим, то, что доступ-
но непосредственному наблюдению глазом, это всего
один процент полной массы Вселенной.
Юрий Ефремов. Это результат последних 5-ти лет развития…
Александр Гордон. Простите, а ещё 2 процента куда делись?
Артур Чернин. Есть ещё межзвёздный, межгалактический газ,
который впрямую не очень можно наблюдать, но его
физика понятна. Этот газ – то же самое вещество, из
которого сделаны звёзды, но он горячий и наблюдается
только в рентгене.
Юрий Ефремов. И очень важный момент состоит в том, что мы
узнали о составе, скажем, 96-97 процентов Вселенной,
наблюдая именно звёзды.
Александр Гордон. То есть, наблюдая один процент Вселенной,
сделали заключение о 99-ти…
Юрий Ефремов. Да, в этом и есть величие человеческого разу-
ма, и, причём, мы абсолютно уверены в том, что звёзд
может быть 1, может быть 2 процента…
Артур Чернин. А те самые Сверхновые, которые мы наблюда-
ем, это ничтожная часть всех вообще звёзд во Вселен-
ной. И в этой ничтожной части этого одного процента и
был взвешен космический вакуум, была взвешена вся
Вселенная. Но природа космического вакуума, конеч-
но, остаётся неясной. Хотя физики о вакууме говорят
уже очень давно, и он, в самом деле, реально проявля-
ет себя в лабораторных экспериментах. Но чего нельзя
принципиально сделать в лабораторных эксперимен-
тах, так это измерить плотность энергии этого вакуу-
ма. Говорится, тут должна быть некая среда, она при-
сутствует всюду, и здесь, она идеально однородна, она
заполняет всё пространство Вселенной с одинаковой
плотностью, всюду, везде и всегда. Но измерить в ла-
боратории плотность вакуума нельзя.
Александр Гордон. Ведь он отрицательным давлением обладает.
Юрий Ефремов. Да, это свойство, которые, собственно, всё и
определяет.
Артур Чернин. Притом отрицательное давление к тому же аб-
солютно ещё не равняется плотности, такая удиви-
тельная среда. В лаборатории нельзя измерить плот-
ность вакуума по той причине, что во всех эксперимен-
тах ускользает абсолютное значение энергии, и можно
измерять только изменение энергии, изменение энер-
гии от точки к точке, от одного момента времени к дру-
гому. И есть только один тип эксперимента, в котором
можно определить всю энергию, а не только её разли-
чия, не только её разности. Это гравитационный экс-
перимент. И гравитационный эксперимент в масштабе
всей Вселенной, в действительности, и был поставлен
самой природой. И лабораторной установкой для из-
мерения плотности вакуума послужила вся Вселенная,
вся звёздная Вселенная, все эти Сверхновые замеча-
тельные звёзды. И они дали физике и астрономии то,
что никакой лабораторный эксперимент принципиаль-
но дать не может.
Юрий Ефремов. И вот, кстати, появилось ещё одно изображе-
ние скопления галактик, где видны такие тонкие дуги.
Это изображения ещё более далёких галактик, чем эти
яркие диффузные пятна более близких галактик, они
выглядят как такие дуги вследствие эффекта гравита-
ционной линзы, вследствие тяготения более близких
галактик. И по этим гравитационным линзам, по их ха-
рактеру, по их параметрам опять-таки можно ещё раз
оценить массу этих галактик и ещё раз получить ещё
одно доказательство, что подавляющую часть массы
мы в оптике не наблюдаем, она сказывается только
гравитационно.
Артур Чернин. Да, но это не вакуум…
Юрий Ефремов. Это не вакуум, это относится к 27 процентам.
Артур Чернин. Которые называли скрытыми массами. Вот, ме-
жду прочим, вопрос: почему, хотя плотности вакуума и
тёмного вещества различаются, они так близки друг к
другу, 70 процентов или там 30 процентов.
Юрий Ефремов. Да, могло быть что угодно.
Артур Чернин. Между ними возможны любые соотношения.
Плотность вакуума не меняется во времени и в про-
странстве, это константа природы, можно сказать. А
плотность средняя по Вселенной скрытых масс убыва-
ет со временем благодаря расширению. И только сей-
час, в эту эпоху эволюции мира, они оказались, обе эти
плотности, близкими друг к другу, так близкими, что они
фактически равны друг другу с точностью до фактора
двойка – тройка.
Юрий Ефремов. И у тебя, по-моему, есть объяснение.
Артур Чернин. Одно из возможных. В действительности это за-
гадка, это большая загадка природы, одна из больших
загадок природы, но загадок, вероятно, будет и ещё
больше с дальнейшими открытиями. Однако замеча-
тельно то, что сами эти открытия меняют наше общее
представление, задают нам новые задачи, заставляют
теоретиков думать совершенно не так, как они дума-
ли до этого. Что-то новое изобретать и фантазировать,
правда, в этих фантазиях теоретики бывают очень да-
леко от самой физики. Бывает, что развивается физи-
ческая теория, которая не то что никак не обоснова-
на экспериментально, но она даже и не стремится осо-
бенно к этому. Некоторые теоретики и даже в космо-
логии говорят, что, мол, наша модель такова, что она
не может быть опровергнута никакими наблюдениями
и никаким экспериментом, нашу модель может опро-
вергнуть только ещё более остроумная модель.
Юрий Ефремов. На этом и спекулируют некоторые философы.
Мы теперь знаем, что есть целая гигантская область в
космологии, которая как раз не только проверяется на-
блюдением, но и поставлена самими наблюдениями.
Александр Гордон. Позвольте вопрос. Учитывая открытие вакуума
и расширения, значит ли это, что Вселенная будет рас-
ширяться бесконечно, и видимая для нас её часть (тот
самый процент, кстати, который дал нам возможность
об этом рассуждать), по сути дела, из-за рассредото-
чения прекратит своё существование?
Артур Чернин. Вселенная действительно будет продолжать
расширяться неограниченно во времени, этому про-
цессу нет предела. При этом область Вселенной, до-
ступная наблюдениям, будем говорить о наблюдени-
ях опять-таки. Область Вселенной, доступная наблю-
дениям, будет оставаться всё той же, что мы имеем и
сейчас, мы имеем самые далёкие объекты на расстоя-
ниях в 10 миллиардов световых лет. И это очень близ-
ко к принципиальному порогу наблюдений, к принципи-
альному горизонту наблюдений. Дальше этого преде-
ла мы не можем видеть вообще ничего. И этот предел,
он останется навсегда, сколь бы быстрым не продол-
жалось и не происходило космологическое решение.
Александр Гордон. Честно говоря, я не понял.
Артур Чернин. Предел наблюдений, горизонт наблюдений, он
связан с тем, как быстро удаляются от нас те объекты,
от которых мы ещё можем рассчитывать получить ин-
формацию. От них идёт свет.
Александр Гордон. Понятно, что они не будут удаляться со скоро-
стью большей, чем скорость света, и поэтому мы от них
получим сигнал в любом случае.
Артур Чернин. Совершенно верно. Чем ближе их скорость уда-
ления к скорости света, тем меньше шансов получить
от них какой-либо сигнал. И этих галактик, которые уда-
ляются со скоростями, всё более и более близкими к
скорости света, будет становиться всё больше и боль-
ше, и они будут уходить из нашего горизонта, той обла-
сти, которую мы можем наблюдать. И значит, мы смо-
жем наблюдать меньшую часть этого самого процента,
видимого процента…
Александр Гордон. Пока горизонт не опустеет совсем.
Юрий Ефремов. Вот именно, такие сейчас работы появляются
– полуфантастические.
Артур Чернин. Пока плотность реального вещества не исчез-
нет. Но это многие миллиарды лет. До этого произойдут
другие события, гораздо более драматические. Солн-
це превратится в красный гигант и затопит своей атмо-
сферой все планеты нашей солнечной системы.
Юрий Ефремов. Будущее, конечно, чревато…
Артур Чернин. Туманность Андромеды, которую Юрий Нико-
лаевич показывал, налетит на нашу Галактику, скорее
всего, столкнётся с нашей Галактикой. Это уже будет
через 6-7 миллиардов лет, некоторые считают, что, мо-
жет быть, и обойдётся. Но до этого Солнце погубит всё,
правда?
Юрий Ефремов. Может быть…
Александр Гордон. Сколько Солнцу осталось жить?
Юрий Ефремов. Около 5-ти миллиардов лет.
Александр Гордон. То есть приблизительно столько же, сколько су-
ществует Земля?
Юрий Ефремов. Да, примерно так. Но лично я убеждён, что на-
ука будет развиваться беспредельно, если ей позволят
развиваться, если вот философы, в частности, и вооб-
ще общественное мнение не остановят развитие нау-
ки, а ведь есть такие голоса: остановим науку на 50 лет,
она и так много вреда наделала, хотя вред наделали
те, кто её применяли.
На самом деле, если наука будет развиваться даль-
ше, она будет становиться всё более и более могуще-
ственной. Примеров – сколько угодно. Мы знаем уже
сейчас, скажем, как предотвратить катастрофические
последствия возможного падения астероида, мы на-
учимся бороться с новыми эпидемиями и так далее и
так далее. Но все эти практические выходы науки, всё-
таки они, в конце концов, появились, опять-таки, пре-
жде всего из внутренних потребностей развития самой
науки, человек просто видит, где слабое место, где мо-
жет сказать что-то новое, и прибегает туда. И потом
оказывается, что это связывается в цепочку, и потом
по длинной цепочке получаются какие-то практические
выходы. Поразительным образом не понимают этого
некоторые наши философы. Особенно опасно это для
России, потому что это выглядит как некое оправдание
того, мягко говоря, малого внимания к науке, которое
сейчас есть. Если остановится наука, то человечество
не сможет ответить на вызовы будущего, какие бы они
ни были. Если наука будет развиваться, мы сможем…
Александр Гордон. Реанимировать Солнце или предотвратить
столкновение галактик?
Юрий Ефремов. Столкновение галактик – вряд ли. Впрочем,
серьёзные люди, академик Кардашев, например, гово-
рят, что могут существовать цивилизации, освоившие
всю галактику целиком, и тогда они могут управлять,
если угодно, и движением галактик. Это звучит почти
как фантазия, это очень далёкая, конечно, экстраполя-
ция возможности.
Артур Чернин. А почему бы не сотворить новую Вселенную
специально для нас?
Юрий Ефремов. Да, действительно, можем действительно вер-
нуться к исходной точке…
Артур Чернин. Если это можно сделать одним взглядом!
Юрий Ефремов. Взгляд – это всё-таки некая философская, я бы
сказал, заумь. Лучше говорить о практических вещах,
поскольку, действительно, теоретически творение все-
ленных возможно…
Артур Чернин. Ничего себе практическая вещь – сотворение
Вселенной.
Юрий Ефремов. Ты же прекрасно знаешь…
Артур Чернин. Расскажи мне, как это можно сделать.
Юрий Ефремов. Я не могу, я же не специалист…
Александр Гордон. Для этого надо очень небольшую массу, на-
сколько я помню…
Юрий Ефремов. Нужно её разогнать до очень высоких энер-
гий…
Александр Гордон. Надо сжать её, то есть вызвать давление опре-
делённое, и после этого… Но опять, какая нам от это-
го польза, если родившаяся Вселенная начнёт разви-
ваться в других измерениях?
Юрий Ефремов. Ну, конечно, это тоже, собственно, не наука, а
фантастика – мыслятся способы, что человек сможет
проникнуть в эту новую Вселенную. Есть, может быть,
горловины, соединяющая нашу Вселенную с другими.
Это, опять-таки, проблема квантовой гравитации. Есть
даже рассуждения о том, как могут выглядеть эти гор-
ловины, соединяющую, возможно, нашу Вселенную со
множеством других. Если мы заглядываем в них в ран-
ние стадии эволюции других вселенных, они выглядят
как очень яркие пятна, а вокруг них вакуумоподобное
вещество. Так что вокруг них соответствующее разбе-
гание вещества могло бы наблюдаться. В общем, опыт
показывает, что то, о чём человек может только помы-
слить, рано или поздно он, если наука опять-таки дви-
жется, он сможет это претворить в жизнь, и наверно,
можно будет спастись и в космологическом масштабе.
Александр Гордон. Более 2 тысяч лет назад была сформулирована
идея эфира, и вот теперь обнаружен вакуум…
Артур Чернин. Который к эфиру не имеет никакого отношения,
но в умах людей может играть ту же самую роль не-
коей абсолютной субстанции, которая заполняет всю
вселенную, имеет несомненно космическую природу,
хотя присутствует всюду. Здесь, в мире атомов и моле-
кул, в мире элементарных частиц.
Юрий Ефремов. Во всяком случае, такие рассуждения о чело-
веке, о вселенной, они, по-моему, показывают, что как
раз наука – не только самое интересное, но и самое
возвышенное, благородное занятие.
Александр Гордон. Видите как, в начале третьего тысячелетия
странным образом учёные, скажем, гуманитарии и
естественнонаучники вдруг превратились в оптими-
стов и пессимистов. И те, у кого есть инструментарий
научный, наблюдательные данные, эксперименты, они
оптимисты, им есть что делать. А размышлять о том,
как делают это другие, да ещё с выводами о том, что
всё равно Солнце погаснет, вселенные столкнуться и
эта материя закончит своё существование, конечно,
это вызывает пессимизм и некую даже, может быть,
зависть. Вот вам и причина, почему вас критикуют фи-
лософы.
Юрий Ефремов. Экспериментальные и наблюдательные воз-
можности отечественной науки отстают всё больше от
мирового уровня, но к счастью, сейчас в сети суще-
ствует очень много материалов, которые можно ис-
пользовать как наблюдательные данные – материалов
Хаббловского космического телескопа, вообще зару-
бежных телескопов, ими можно пользоваться. Но беда
в том, что у нас исчезло среднее поколение учёных.
Уйдёт наше поколение, это скоро будет…
Александр Гордон. Это беда. Да.
Юрий Ефремов. И начнётся конец российской науке уже бу-
квально.
Артур Чернин. А по моим наблюдениям, всегда в каждой груп-
пе студентов имеются 2-3 человека независимо от то-
го, сколько платят за науку вообще, сколько там в бюд-
жете денег, независимо ни от чего, имеются два-три че-
ловека, ну пусть два, которые будут заниматься наукой
в любых условиях…

Обзор темы


Среди гуманитариев продолжаются разговоры о кризисе науки. Ее по-прежнему обвиняют в создании оружия массового уничтожения, в экологическом кризисе. Возможно, конечно, что наука слишком рано дала ребенку спички… Теперь модная философия постмодернизма утверждает, что научное знание сродни мистическому «знанию», что все сгодится (everything goes), что результаты науки и фантазии паранауки равноправны. Ведутся разговоры о появлении «новой научной парадигмы», появляются необоснованные и не выдерживающие проверки гипотезы, демонстрирующие лишь невежество их авторов — но некоторым из них удается превратиться в «системные» лжеучения, вроде фоменковщины, торсионщины или концепции «разлитого сознания».
Критика науки развивается по трем главным направлениям. Утверждается, что научное знание ограничено и субъективно, что наука исчерпала свои возможности и близок ее конец, что наука не решает наиболее волнующих человека проблем.
О том, что наше знание предопределено и ограничено специфически человеческим перцептивным и понятийным аппаратом, писали в том или ином контексте И.Кант, А.Эддингтон и многие другие. По образным словам Эддингтона, мы закидываем сеть в океан мироздания, но можем уловить только то, что больше по размерам ячеек сети — и в конечном счете, найдя загадочные следы на берегу океана, обнаруживаем, что они — наши собственные… Нечто подобное подразумевает и «копенгагенская» интерпретация квантовой механики, основанная Н.Бором. Электрон в разных опытах ведет себя то как волна, то как частица; отсюда делается вывод, что реальность определяется способом наблюдения. Крайние адепты таких взглядов (среди которых есть и настоящие ученые) полагают даже, что без наблюдателя и самой реальности как бы не существует. Они, впрочем, дают весьма невразумительные ответы на старый вопрос, существовала ли Вселенная до появления наблюдателя — человека… Ведь как говорил Эйнштейн, «физика есть стремление осознать сущее, как нечто такое, что мыслится независимым от восприятия».
И почему электрон должен быть либо частицей, либо волной? Элементарная частица — все еще новая для нас сущность, новый объективно существующий объект природы с новыми свойствами, для описания которых не было соответствующих понятий, и которые мы тем более не можем представить себе наглядно. Сколь странными ни кажутся эти свойства, мы оказались способны описать их уравнениями, а дееспособность этих уравнений проверяется на практике — в ядерных реакторах, в бомбах, в звездах… Наш успех означает, что логика нашей математики предопределена логикой и физическими законами создавшей нас Вселенной.
Представляется, что проблема является в основном психологической. Мы давно привыкли, что антиподы, люди под нами, ходят вверх ногами. Мы не так давно освоились с тем, что электромагнитное поле имеет немеханическую природу (до 30-ых годов продолжались попытки его описания колебаниями эфира), и все еще не привыкли к странностям квантовой механики. В конечном итоге она описывает объективные, независящие от наблюдателя закономерности микромира; ее создание означало очередную победу научного метода, очередное приближение к все более полному теоретическому описанию природы.
Что есть истина? Для адептов постмодернизма появление все новых и новых научных теорий означает отсутствие объективной истины, равноправность любых «текстов». Однако смена научных теорий означает не сомнительность результатов науки, а лишь то, что научная истина всегда является лишь приближением — это остановленное мгновение процесса бесконечного движения к адекватному отображению устройства мироздания. Процесс научного исследования развивается в соответствии с принципом соответствия Нильса Бора, который гласит, что теории, справедливость которых доказана для той или иной области физических явлений, с появлением новых более общих теорий сохраняют свое значение как предельная форма или как частный случай новых теорий.
Принцип соответствия можно рассматривать как критерий научности любой теории. Так, Ньютоновская механика остается работоспособным пределом Эйнштейновской при скоростях, далеких от скорости света (чего не понимает Т.Кун — как это давно еще отметил В. Л. Гинзбург. Как говорил Эйнштейн, «лучший удел физической теории состоит в том, чтобы указывать путь создания новой, более общей теории, в рамках которой она сама остается предельным случаем».
Никакие разговоры о «новой научной парадигме» не отменяют принципа соответствия. Наука не отдает завоеванных территорий, а лишь расширяет сферу познанного. Глубокая нерешенная проблема состоит в том, сходится ли этот процесс, приближаемся ли мы ко все более полному знанию (хотя бы в пределе, в бесконечно далеком будущем) или же новые открытия снова и снова расширяют область непознанного. Подчеркнем еще раз, что старое знание и в этом варианте не отменяется. Возможно, что мы строим бесконечную мозаичную картину, но новый фрагмент мозаики должен обязательно состыковываться с одним из старых — только в этом случае можно говорить о правильности новой теории. Трехвековой опыт науки и практики подтверждает этот принцип, нарушение которого сразу же подсказывает, что мы имеем дело с псевдонаукой. Другим критерием научности является необходимость независимого подтверждения результата.
Критерий общечеловеческой практики остается последней инстанцией. Водородная бомба взрывается в согласии с основанной на квантовой механике теорией термоядерных реакций, развитых первоначально для объяснения источников энергии звезд (и которая недавно была подтверждена регистрацией требуемого этой теорией потока нейтрино от Солнца), траектории межпланетных аппаратов и элементарных частиц в ускорителях планируются с учетом эффектов теории относительности, проявляющихся при больших скоростях. По словам Эйнштейна, «истина — это то, что выдерживает проверку опытом».
Однако антинаучно настроенные науковеды, «социологи знания», утверждают, развивая взгляды Куна и Фейерабенда, что научная истина является результатом соглашения исследователей между собой. Более того, они договариваются до того, что социально обусловлены не только научные, но и математические истины. Оказывается, «в социологии науки показано, что 2 + 2 = 4 является истиной социально детерминированной». Если истины логики и математики «социально конструируются», что уж говорить о физике. Однако положение дел в философии и некоторых гуманитарных науках действительно согласуется с идеей о социальной обусловленности их выводов и об отсутствии в них объективных критериев истины. Давление окружающей действительности заставляет наших философов то отрицать теорию относительности, то говорить об относительности всякого знания. Уничтожение «реформаторами» отечественной науки нуждается и в философском базисе.
Джордж Оруэлл как будто предвидел достижения «социологов знания», вкладывая в уста Эммануэля Голдстейна такие слова: «Нельзя игнорировать физические факты. В философии, в религии, в этике, в политике дважды два может равняться пяти, но, если вы конструируете пушку или самолет, дважды два должно быть четыре. Недееспособное государство раньше или позже будет побеждено, а дееспособность не может опираться на иллюзии».
Мы многого еще не знаем, но уже познанное обеспечивает существование современной цивилизации — и значит соответствует устройству мироздания. Дело просто в том, что наши субъективные познавательные способности сформировались в ходе эволюции путем приспособления к нашему реальному миру и именно это сделало возможным наше выживание и прогресс человеческой технологии.
Однако некоторые отечественные философы утверждают, — на дискуссии в «Независимой газете» (2000) — что «ХХI век не будет веком науки вообще». Такого рода философы заявляют, что картина мира определяется лишь нашим восприятием и нашей деятельностью, говорят о «полимундии», отрицая единственность и объективное существование реального мира. Так, В. М. Розин пишет: «Естествознание работает на две вещи: с одной стороны, оно обслуживает технократический дискурс, который становится все более угрожающим для человеческой жизни; с другой стороны, естествознание постоянно воспроизводит, тиражирует некую картину мира, значение которой может быть оценено только негативно. Современная картина мира, из которой исходит естествоиспытатель, стала деструктивной по отношению к культуре».
Очевидно, остается только радоваться, что «в последние десятилетия быстро падает научный интерес, склонность к познанию» (В. М. Розин). Правда, в более поздней публикации (НГ, 23 октября 2002 г.) В. М. Розин признает, что картины мира «должны быть согласованы, образуя единый социальный организм», хотя «на личностном уровне оно (мышление) часто обособляется в самостоятельную идеальную реальность». Хотелось бы надеяться, что пригодность рассуждений о «полимундии» только для внутреннего мира человека будет признана нашими нео-берклианцами более четким образом.
Пока же они утверждают: «никакой природы самой по себе, вне нашей интеллектуальной или практической деятельности, не существует». Они принимают, кажется, всерьез эпатирующие высказывания некоторых физиков (вроде Уилера), о том, что для существования Вселенной нужен наблюдатель.
Эти взгляды являются составной частью философии постмодернизма, которую справедливо называют «эстетствующим иррационализмом». Неоднократно демонстрировалось, что теоретики постмодернизма просто не понимают, о чем идет речь, рассуждая о результатах науки. Американский физик А.Сокал провел в 1996 г. эксперимент, доказывающий это утверждение. Он опубликовал статью, посвященную якобы перелому в философии науки (под названием «Нарушая границы: к трансформативной герменевтике квантовой гравитации»), которую псевдофилософы с восторгом восприняли как развитие «постмодернистского дискурса». Однако, дождавшись восторгов этой публики, Сокал заявил, что его статья является бессмысленным набором слов, лишь правильно связанных грамматически.
Некоторые философы (например, А. Н. Павленко, в книге, содержащей яркие примеры непонимания сути обсуждаемых астрономических результатов) говорят о том, что современная наука и в особенности космология уже не опирается на результаты эксперимента, говорят о стадии «эмипирической невесомости», в которую она якобы вступила, об отказе «постнеклассической» науки от идеала подтверждения теории эмпирическими данными. Эти утверждения далеки от истины. Один из создателей теории кварков Ш.Глэшоу отмечает в этой связи, что «наиболее строгими критиками науки оказываются как правило те, кто знаком с ней меньше всего».
Это касается и отечественных науковедов. Так, М. В. Рац давно уже призывает развивать не науку, а технологию, именно которая — а не фундаментальная наука — вносит якобы реальный вклад в развитие страны. Он просто забывает, что практически вся технология основана на достижениях науки прошлого; временной лаг и раньше и теперь составляет обычно около 20 лет — и советует брать пример с Японии, которая якобы заимствует достижения фундаментальной науки из-за рубежа. Он не знает, что Япония давно отказалась от этой политики и ныне соперничает с США в развитии физики и астрономии.
Как это случалось не раз в прошлом, развитие науки не замедлило посмеяться над обскурантистскими разговорами о «конце науки», об «эмпирической невесомости» выводов космологии, о том, что наука лишь один из мифов, созданных человеческим воображением (на последнюю тему была даже успешно защищена, с поддержкой вышеупоминаемого В. М. Розина, диссертация А. Ф. Косарева в Институте философии РАН). В те же годы, когда разворачивалась пропаганда подобной чепухи, наука вступила в очередной этап быстрого развития, особенно впечатляющий достижениями астрофизики.
Начавшиеся с 1995 г. открытия планет вокруг звезд (ныне более 100) важны не только для объяснения происхождения солнечной системы и проблемы внеземной жизни, но и для геологии. Оказывается, что наша планетная система существенно отличается от других. В 2002 г. было окончательно получено доказательство существования в центре нашей Галактики (звездной системы Млечного пути, на окраине которой находится наша звезда — Солнце) черной дыры с массой в 3–4 млн. масс Солнца. Быстрое обращение звезд вокруг крошечного невидимого объекта просто нельзя интерпретировать иначе.
Мы подошли к границе применимости современной теории (для понимания черных дыр, как и первых мгновений расширения нашей Вселенной, нужна еще не созданная квантовая теория гравитации). Однако теперь мы получаем возможность использовать наблюдательные данные для развития теории. Мощность современных ускорителей должна быть повышена на 13 порядков, чтобы получить такие данные экспериментальным путем. Это неизмеримо больше всей доступной человечеству энергии. Десять лет назад в США было остановлено строительство сверхускорителя элементарных частиц, но в ряде стран продолжается строительство сверхгигантских телескопов, планируется телескоп с зеркалом диаметром в 100 м. Пришло время, о котором в 1972 г. писал акад. Арцимович — в статье «Будущее принадлежит астрофизике».
В космологии, науке о Вселенной в целом, произошел прорыв концептуального характера, причем основанный на наблюдательных данных, которые накапливались именно в те годы, когда писались книжки и диссертации об «эмпирической невесомости» утверждений современной теории мироздания.
Обнаружением планет вокруг звезд и черных дыр не исчерпываются фантастические достижения астрофизики последних лет. Еще более невероятным — но и неибежным стал вывод о том, что мы просто не знаем природы 96–97% вещества Вселенной! Получены новые доказательства того, что масса звезд и вообще барионной материи дает лишь 3–4% вклада в полную плотность Вселенной. Около 70% дает плотность энергии космического вакуума — и мы просто не знаем (пока!) природу объектов, дающих остающиеся ~27%. Известно только, что это гравитирующие объекты. Они являются ветеранами обнаружения ненаблюдаемого.
Первые признаки существования скрытой массы были замечены еще в 30-ых годах, но правильная интерпретация появилась лишь в 70-ые годы и долго оспаривалась. В 1933 г. Ф.Цвикки обнаружил, что дисперсия скоростей галактик в скоплении Волос Вероники составляет около 1000 км/с. В предположении гравитационной связанности этого скопления отсюда следовало очень высокое отношение массы к светимости для этих галактик, на порядок большее, чем следовало бы ожидать, исходя из их звездного состава. Аналогичный результат был получен затем для скопления галактик в Деве. Цвикки не мог найти объяснений этой странности. Однако на проблему не обращали внимания до 1958 г., когда В. А. Амбарцумян предположил, что высокие скорости галактик в скоплениях объясняются тем, что они распадаются подобно звездным ассоциациям. Некоторое время это предположение пользовалось успехом, однако вскоре стало ясно, что оно ведет к еще большим трудностям.
Большинство эллиптических галактик, возраст звезд в которых порядка 12 — 14 миллиардов лет, находится в скоплениях, однако принимавшиеся тогда значения масс галактик и их высокие скорости приводили к выводу, что скопления гравитационно не связаны и намного моложе. Необходимо было либо допустить наличие в скоплениях ненаблюдаемой массы, либо считать скопления нестабильными. Однако предположение о распаде скоплений, как показал И. Д. Караченцев, по данным об их размерах и дисперсии скоростей галактик в них, ведет к срокам жизни скоплений не более 1 миллиарда лет. Это ставило под сомнение теорию звездной эволюции, других оснований для чего не было. Недавнее обнаружение потока нейтрино из недр Солнца находится в полном согласии с выводами теории строения и источников энергии звезд. В 70-ых годах начали появляться признаки того, что ненаблюдаемое гравитирующее вещество имеется и в индивидуальных галактиках. Это в первую очередь следовало из открытия (по наблюдениям нейтрального водорода), что высокие скорости вращения дисков галактик сохранялись и на очень больших расстояниях от центра, там, где звезд уже не было видно.
Вывод о наличии в галактиках и в их скоплениях ненаблюдаемой скрытой массы, на порядок превышающей массу звезд, теперь общепринят, но природа ее носителей неизвестна. Долгое время в качестве кандидатов на эту роль считалось нейтрино, но сейчас ясно, что хотя эти частицы и имеют массу покоя, она слишком мала. Наиболее вероятными претендентами являются слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP), которые еще предстоит открыть; эксперименты, пытающиеся их отловить в космическом пространстве, все еще безуспешны. Для этого, как и в случае нейтрино, приходится залезать под землю. Пытаются измерить годичные вариации в частоте некоторых ядерных превращений, стимулированных возможно столкновением с WIMP, приходящими из глубин Галактики. Вращение Земли вокруг Солнца модулирует частоту наших встреч с этими частицами.
Нельзя отрицать и ту возможность, что эта масса заключена в черных дырах; прочие компактные объекты, вроде коричневых карликов, звезд с массами недостаточными для начала горения водорода, менее вероятны. Природа темной массы — снова общая проблема для астрономии и для физики. Без ее решения невозможно строить теории образования галактик. Недавно было обнаружено, что некоторые гигантские эллиптические галактики, по-видимому, не обладают скрытой массой.
Расширение Вселенной, обнаруженное более 80 лет назад, остается важнейшим и самым неожиданным из всех открытий астрономии. Испокон веков философы были уверены в том, что Космос, Вселенная в целом, вечна и неизменна. Уравнения общей теории относительности, написанные в 1915 г., однако, допускали и нестатичность Вселенной и чтобы избежать этого, Эйнштейн ввел в них добавочный член, названный впоследствии космологической постоянной. После работ Хаббла, установившего в 20-ых годах ХХ века пропорциональность между скоростями удаления галактик друг от друга и их расстояниями, необходимость в этом члене, казалось бы, отпала — Вселенная действительно оказалась нестатичной, расширяющейся. Как вспоминал позднее Г.Гамов, в разговоре с ним Эйнштейн назвал введение космологической постоянной своей самой грубой ошибкой. Однако теперь мы понимаем, что ошибочным было лишь придание этой постоянной значения, необходимого для статичности Вселенной. (Кажется, Эйнштейн первоначально счел результаты Фридмана ошибочными именно потому, что они противоречили традиционным представлениям о вечности и неизменности мира.)
В целом же предположение Эйнштейна, вытекавшее из самых общих мировоззренческих убеждений, оказалось в принципе правильным. Существование некоей силы, наряду с обычным тяготением управляющей динамикой Вселенной, было недавно доказано. Это крупнейшее достижение в астрономии и космологии после 1965 г., когда было обнаружено изотропное реликтовое излучение, оставшееся от первых тысячелетий расширения Вселенной.
Выбор между космологическими моделями, описывающими Вселенную в целом, можно сделать при сравнении с наблюдениями теоретических зависимостей между красным смещением и расстоянием далеких объектов: при больших красных смещениях должны появиться особенности, которые должны сказать — ускоренно, равномерно или замедленно идет расширение Вселенной. Они же в принципе могут дать ответ на вопрос, необходимо ли введение космологической постоянной.
Основная трудность в применении этого способа связана с необходимостью иметь надежные данные о максимально далеких объектах с известной светимостью — и в определении этой светимости и тем самым расстояний. Долгое время единственными объектами, более или менее удовлетворяющими этим требованиям оставались ярчайшие галактики в богатых скоплениях. В первом приближении их светимость можно считать одинаковой. Однако оставались серьезные проблемы, связанные в частности с тем, что наиболее далекие галактики мы видим на миллиарды лет более молодыми, чем галактики наших окрестностей. Только недавно стало выясняться, что гораздо лучшими стандартными свечами могут служить Сверхновые типа Ia. Именно данные о положении далеких Сверхновых на диаграмме красное смещение — блеск, которые начали появляться к 1998 г., и привели к современной революции в космологии.
Попытки использовать их для этих целей начались еще в 1988 г. Проблема состояла в трудности получения наблюдательного времени на больших телескопах. Комитеты, распределяющие время больших телескопов, терпеть не могли заявки на работы типа поисков, слежения, обзоров; большие телескопы ведь предназначены для изучения уникальных объектов, а не тривиального слежения за блеском или поисков новых переменных звезд. Успех пришел к 1997 г. одновременно к двум командам. Одна из них была сформирована в 1988 г. в Национальной лаборатории им. Лоуренса в США и состояла в основном из физиков, ее возглавил С.Перлмуттер; другую команду, из астрономов, возглавил в 1994 г. Б.Шмидт, работавший на Обсерваториях Маунт Стромло и Сайдинг Спринг в Австралии. Эти команды получили доступ к 4-м телескопам на этой обсерватории и на Серро Тололо, а позднее и к Хаббловскому космическому телескопу и 10-м телескопу Кека; на последнем получались спектральные данные (которые, между прочим, показали, что у далеких сверхновых аналогичные спектральные изменения свершаются в (1 + z) раз медленнее, чем у более близких, — еще одно доказательство допплеровской природы красного смещения (z) и значит, расширения Вселенной).
Команда физиков первой объявила, в январе 1998 г., на основании данных о 42 Сверхновых, что во Вселенной доминирует сила отталкивания и следовательно она расширяется в современную эпоху с ускорением. Вскоре аналогичное заключение опубликовала более осторожная команда астрономов, которая, однако, первой опубликовала подробную статью. Звезд у нее было меньше, но меньше и значения ошибок. Результаты казались — и некоторым кажутся и сейчас — невероятными.
Далекие сверхновые оказались систематически более слабыми, чем требовал линейный закон Хаббла и это означало, что космологическая постоянная не равна нулю, а имеет положительный знак, во Вселенной имеется сила, противостоящая гравитации и сейчас эта сила преобладает — Вселенная расширяется ускоренно.
С.Перлмуттер рассказывает, что после одного из его первых выступлений с сообщением об открытии, один знаменитый физик — теоретик заметил, что эти наблюдательные результаты должны быть ошибочными, поскольку космологическая постоянная должна быть очень близкой к нулю.
Б.Шмидт сказал в 1998 г. одному журналисту, что он испытывал не только изумление, но и ужас, поскольку большинство астрономов, подобно ему самому, чрезвычайно скептически относится к неожидаемым результатам. Однако о надежности результатов говорит близость независимых выводов двух команд, полученных по практически неперекрывающимся (лишь 2 общих объекта) выборкам Сверхновых, и тщательно рассмотревшим все возможные источники ошибок, в первую очередь возможности неточного учета поглощения света и систематического отличия характеристик далеких — следовательно, возникших из более молодых звезд — и близких Сверхновых.
Природа темной энергии, доминирующей во Вселенной и вызывающей ее ускоренное расширение, является дискуссионной. Многие авторы считают необходимым ввести новую сущность, «квинтэссенцию», новое физическое поле, для которого эффективная гравитационная плотность отрицательна и которое следовательно, способно создать антигравитацию, ведущее к ускорению расширения Вселенной. Однако не следует вводить новые сущности без необходимости. Таким же свойством отрицательного давления обладает космический вакуум, который присутствует повсюду. Он фигурирует и в физике микромира, представляя собой наинизшее энергетическое состояние квантовых полей. (Заметим, что из этого наинизшего состояния никакой энергии извлечь нельзя по определению, так что многочисленные — иногда запатентованные — предложения такого рода бессмысленны.) Именно в нем происходят взаимодействия элементарных частиц; реальность физического вакуума — бесспорный экспериментальный факт, проявляющийся в давно известных лэмбовском сдвиге спектральных линий атомов и в эффекте Казимира. Однако плотность его энергии не поддается измерению в физическом эксперименте, и всю эту проблему относят к числу самых сложных в фундаментальной физике. И вот теперь астрономия дает ответ на этот вопрос.
Положительная плотность энергии вакуума означает, что его давление (в общем случае равное плотности со знаком минус) отрицательно — таково свойство этого состояния космической энергии, наряду с постоянной во времени, всюду одинаковой, и притом в любой системе отсчета, плотностью. Последнее свойство позволило астрономам представить убедительные аргументы в пользу того, что космическое отталкивание обусловлено именно плотностью энергии вакуума, одновременно разрешив глубокий парадокс, существование которого странным образом замечали лишь немногие астрономы.
Дело в том, что согласно теории, космологическое расширение происходит по линейному закону в однородном и изотропном мире. Хаббл располагал данными лишь до расстояний (в современной шкале) лишь около 20 Мпс и нашел, что скорости удаления галактик линейно зависят от расстояния, хотя мы знаем теперь, что однородность и изотропность наступают лишь на масштабах 100 — 300 Мпс. На этих расстояниях постоянная Хаббла имеет ту же величину, что и на расстояниях 1,5 — 2 Мпс; как заключил в 1999 г. А.Сендидж, локальная скорость расширения совпадает с глобальной с точностью не хуже 10%. Аналогичный вывод следует из результатов работ И. Д. Караченцева и его группы на 6-м телескопе в САО РАН.
Согласно А. Д. Чернину, П.Теерикорпи и Ю. В. Барышеву, парадокс объясняется свойствами вакуума и тем, что именно он определяет динамику Вселенной. Крупномасштабная кинематика галактик — расширение Вселенной — является однородной, регулярной, тогда как их пространственное распределение весьма иррегулярно в тех же объемах. Это означает, что крупномасштабная динамика галактики управляется вакуумом, плотность которого начинает превышать плотность вещества уже с расстояний порядка 1,5 — 2 кпк от нас.
Плотность его одинакова везде и именно она и задает темп расширения — постоянную Хаббла. В богатых и плотных скоплениях галактик Хаббловское однородное расширение начинается с больших масштабов, порядка 10 — 30 Мпс. Вакуум не может служить системой отсчета, он всегда и везде одинаков, покой и движение относительно его неразличимы; его динамический эффект не зависит ни от движений, ни от распределения галактик в пространстве. Это дает ответ и на вопрос, почему на значениях постоянной Хаббла, определяемых по разным выборкам, не сказывается и движение нашей Местной системы по направлению к скоплению в Деве, равно как и движение окрестных скоплений галактик по направлению к сверхскоплению, известному как Большой аттрактор.
Таким образом, исходя из объяснения ускоренного расширения Вселенной наличием космического вакуума, Чернин и его коллеги нашли и естественное объяснение парадокса Сендиджа. Концепция же квинтэссенции остается пока придуманной ad hoc — она предложена потому, что даваемое астрономическими наблюдениями плотность энергии вакуума несовместима с убеждениями многих физиков.
Есть надежда, что сделать выбор между двумя возможными формами «темной энергии» позволят сделать начатые недавно измерения искажений формы галактик в скоплениях, связанные с эффектом гравитационного линзирования.
Итак, все сходится к тому, что астрономы сумели измерить величину, о знании которой давно мечтали физики — плотность энергии вакуума. Результат оказался неожиданным. Ожидалось, что такая фундаментальная величина должна иметь какое-то выделенное значение, — либо нулевое, либо же определяемое планковской плотностью. Однако наблюденное значение плотности меньше планковского на 123 порядка — и все же оно отнюдь не нулевое! Это ставит трудные проблемы перед фундаментальной физикой. Выделенные плотности, соответствующие энергетическим масштабам великого объединения сильных и электрослабых взаимодействий, равно как и этим взаимодействиям по отдельности, все еще на много порядков выше значения плотности вакуума. Похоже, что нужна новая теория.
А. Д. Чернин приводит аргументы в пользу предположения, что природа вакуума должна быть как-то связана с физикой электрослабых процессов при возрасте мира около 10-12 секунды. В эпоху, когда температура расширяющегося космоса упала до соответствующего этим процессам значения, возможно и произошел последний по времени скачок (фазовый переход) в состоянии первичного вакуума, который и обусловил современное значение плотности космического вакуума.
Первичный вакуум — это понятие из арсенала современных теорий очень ранней, до-Фридмановской стадии эволюции Вселенной. Предполагается, что его плотность должна быть близка к планковской плотности. Никаких наблюдательных данных, подтверждающих его существование, пока нет. Флуктуации первичного вакуума, по мнению многих теоретиков, дают начало множеству (порядка 10 в степени 50!) вселенных с самыми разными значениями физических констант в них. Та из этих вселенных, параметры которой (на современном этапе!) совместимы с жизнью, является Нашей Вселенной… Заметим, что концепция вечного первичного вакуума в некотором смысле соответствует давней философской идее извечной самоидентичности Мироздания.
Окончательные данные о характере расширения Вселенной будут вскоре получены при наблюдениях большего количества Сверхновых типа Ia, в том числе и при больших красных смещениях. Эта задача из рутинной превратилась едва ли не в самую актуальную не только для астрономии, но и для физики.
Из данных о далеких сверхновых, подкрепленных недавними спутниковыми измерениями флуктуаций реликтового излучения, мы знаем теперь, что пространство Вселенной плоское (Эвклидово) и что она будет расширяться вечно. А сколько копий было сломано в спорах об этом!
Приведем теперь последнюю, за февраль 2003 г., сводку определений относительного вклада разных компонентов в полную плотность массы/энергии Вселенной, которая в целом равна критической и принимается за 1. Эти данные основаны не только на данных о сверхновых звездах, но на результатах спутниковых измерений флуктуаций реликтового излучения. Критическая плотность примерно равна 10-29 г/см3.
Цифры в процентах таковы:
Светящиеся звезды: 0,5–1.
Барионы: 3–4.
Небарионная темная материя: 29.
Темная энергия: 67.
Излучение: <0.1.
Итак, видимые, еще не потухшие и не провалившиеся в черные дыры звезды составляют не более 1 процента массы Вселенной... И вообще барионов лишь около 3-4 процентов и большая их доля приходится на горячий газ, наблюдаемый в рентгене в скоплениях галактик. А еще недавно мы считали звезды самым важными объектами. Впрочем, почти все наши знания о Вселенной, в том числе и о ее невидимой львиной доле, пришли именно от наблюдений звезд...
Трудно привыкнуть к мысли, что лишь около 30% плотности энергии/массы Вселенной обусловлено веществом (и в основном неизвестно каким), а большая часть принадлежит вакууму и/или новому физическому полю ("квинтэссенции"). Но это не поражение науки, а свидетельство ее неисчерпаемых возможностей. Пути решения проблем известны, старое знание не отрицается; Фридмановский этап расширения Вселенной существует во всех моделях. На этот этап приходится практически все время существования нашей Вселенной, долгие миллиарды лет - разве что за вычетом первоначальных ничтожных долей секунды. Общая теория относительности, квантовая хромодинамика, единая теория электрослабых взаимодействий, теория нуклеосинтеза и эволюции звезд только укрепили свои позиции.
Открытие ускоренного расширения Вселенной оказалось неожиданным следствием недавних астрономических наблюдений, но уже около 20 лет космология приближается к признанию существования множества вселенных, обладающих самыми различными свойствами и разными законами физики в них; мы приближаемся к пониманию механизма рождения или даже создания новых вселенных.
Некоторые космологи полагают, что и наша Вселенная была создана разумными существами других вселенных. Так, видный американский космолог Э. Харрисон в 1995 г. предложил идею создания и естественного отбора вселенных, содержащих разумную жизнь. Теоретические пути созидания вселенных уже известны, для этого надо всего лишь научиться создавать черные дыры из элементарных частиц с энергией порядка 1015 Гэв — всего лишь на 13 порядков больше, чем в наших мощнейших ускорителях… Расширяясь в другое пространство, эти дыры превращаются во вселенные.
«Важное обстоятельство — замечает Э.Харрисон, — состоит в том, что если существа с нашим ограниченным интеллектом могут предаваться мечтам о дерзких, но по-видимому правдоподобных схемах изготовления вселенных, то существа с намного более высоким интеллектом могли бы знать и теоретически и технически, как именно это сделать». То, что мы сегодня считаем принципиально возможным, наши потомки научатся претворять в действительность. Во всяком случае, это много раз подтверждалось в человеческой истории.
Разумная жизнь в исходной вселенной создает новые вселенные — Харрисон полагает, что физические условия в сотворенной новой вселенной будут такими же, как и в исходной, и пригодными для появления жизни такого же типа, что и исходная. И этот процесс продолжается вечно. Вселенные, наиболее благоприятные для разумной жизни отбираются как способные к репродукции…
Заметим, что эта гипотеза объясняет и постижимость нашей Вселенной для нас. Она создана существами, чьи мыслительные процессы и понятия принципиально подобны нашим, поскольку мы, в некотором смысле, их далекие потомки. Харрисон заключает, что остается вопрос, кто создал первую вселенную, пригодную для существования подобных нам существ. Можно апеллировать либо к теистическому принципу — внеприродной первопричине, либо к концепции существования ансамбля множества вселенных с самыми разными физическими законами, в том числе и такими, которые соответствуют возможности зарождения разумной жизни, творящей затем вселенные, подобные исходной. На наш взгляд, в первой гипотезе нет необходимости. Во всяком случае, большинство космологов уверено, что вселенные способны рождаться и сами собой, и их началом являются квантовые флуктуации извечного первичного вакуума.
«Непостижимая эффективность математики в естественных науках», о которой писал Е.Вигнер, не только ему представляется загадочной и даже не имеющей рационального объяснения. Эта эффективность доказана бесчисленными примерами. В особенности поразительны случаи, когда разработанная многие десятилетия назад абстрактная математическая теория оказывается адекватно описывающей только что обнаруженные физические явления, что опять-таки удостоверяется коллективной практикой человечества. Выход из положения может быть в признании того, что наш мыслительный аппарат соразмерен нашей Вселенной по самой природе вещей. Наше выживание (обеспеченное в конце концов рождением и развитием науки) было возможно только потому, что наши познавательные структуры сформировались в ходе эволюционного приспособления к нашему миру.
Не нужно удивляться логическим закономерностям в устройстве Вселенной. Они видятся нам таковыми, поскольку наша логика была предопределена устройством нашей Вселенной. Бесчисленные другие вселенные могут возникать снова и снова из флуктуаций первичного вакуума, но физика в них другая.
Эта проблема (антропный парадокс) выходит за рамки нашей сегодняшней темы, и мы только отметим следующее важное обстоятельство. Все естествознание исходит из принципа, наиболее общая формулировка которого принадлежит В. А. Лефевру: «Теория об объекте, имеющаяся у исследователя, не является продуктом деятельности самого объекта». Из него, в частности, следует, что исследователи человеческого общества не имеют надежды построить достоверную теорию его развития. Объективные критерии истинности в гуманитарных науках отсутствуют. Но когда речь идет о предельно глубоких проблемах мироздания, надо помнить, как говорил Лефевр, что при изучении системы, сравнимой по сложности с исследующим субъектом, необходимо быть осторожным с конечными выводами. Можно вспомнить и слова Фомы Аквинского о том, что Господь открывается нам лишь по мере своей воли. Эти формулировки полностью применимы к исследованию проблемы Внеземного разума, гипотетические представители которого — и тем более способные творить вселенные — конечно, неизмеримо опережают нас в своем миропонимании и в своих возможностях.

Библиография


Гинзбург В. Л. О физике и астрофизике. М., 1985 Гинзбург В. Л. О науке, о себе и о других. 2-ое изд. М., 2001
Глинер Э. Б. Раздувающаяся Вселенная и вакуумоподобное состояние физической среды//УФН. 2002. Т. 172. № 2
Ефремов Ю. Н. В глубины Вселенной. 4-ое изд. М.: Эдиториал УРСС, 2003. (В печати.)
Новиков И. Д. Как взорвалась Вселенная. М., 1988.
Павленко А. Н. Европейская космология. М., 1997
Проблемы ценностного статуса науки на рубеже XXI века/Отв. ред. Л. Б. Баженов. СПб., 1999
Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении. М., 2002
Судьбы естествознания: современные дискуссии/Сб. под ред. Е. А. Мамчур. М., 2000
Уилер Дж.А. Предвидение Эйнштейна. М., 1970
Чернин А. Д. Физика времени. М.: Наука, 1984
Чернин А. Д. Космический вакуум//Успехи физ. наук. 2001. Т. 171. № 11
Шкловский И. С. Вселенная. Жизнь. Разум. 5-ое изд. М.: Наука, 1980 Тема № 274(48)

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X