Антропный принцип во Вселенной. Научно-популярный журнал для юношества «Страна знаний» №6, 2020

Человек удерживается на грани двух пропастей − бездны бесконечности и бездны небытия. Неприступных, скрытых от человеческих глаз непроницаемой тайной, как бы не в состоянии даже приблизиться к пониманию этих границ − конца мироздания и его начала; также как он не может постигнуть небытие, из которого он возник, и бесконечность, в которой растворится.

Блез Паскаль
Альберт Эйнштейн и Рабиндранат Тагор
Альберт Эйнштейн и Рабиндранат Тагор,
1930 год

Летом 1930 г. на даче Альберта Эйнштейна (1879 – 1955) под Берлином состоялась его встреча с выдающимся индийским поэтом и философом Рабиндранатом Тагором (1861 – 1941). Разговор касался основ мироздания и фундаментальных проблем философии, в частности соотношения между материей и сознанием.

Как представитель западной науки, Эйнштейн отстаивал материалистическую точку зрения о первичности материи, существующей независимо от опыта и сознания человека, и вторичности сознания, являющегося продуктом высокоразвитой материи. Тагор отстаивал позицию философов древнего Востока, согласно которой предпочтение отдаётся Высшему Разуму.

Разница между Востоком и Западом в постижении реальности определяется также и теми методами, которые используют исследователи. Если западная наука для познания природы использует физику и математику, то на Востоке главным инструментом познания является человеческое тело, его нервная система и сознание, которые применяют так наз. контактёры.

В данной статье мы рассматриваем только одно из противоречий, с которым столкнулась современная западная наука, и которое представляет собой серьёзную проблему для материалистической трактовки окружающей действительности. Это так называемый антропный принцип во Вселенной.

В современном представлении космологический антропный принцип касается главным образом двух волнующих проблем науки: 1) Почему Вселенная такова, а не иная? 2) Какая роль и миссия человека в космосе?

Неудивительно, что эти вопросы привлекали к себе внимание ещё в седой древности и находились среди наиболее актуальных вопрлсов на протяжении всей истории человеческой цивилизации. Каждая эпоха отличалась свойственным ей толкованием этих проблем на основании достигнутой к тому времени мировоззренческой космологической концепции.

В геоцентрическом мире Аристотеля (384 − 322 гг. до н. э.) и Птоломея (около 87 − 165 гг. н. э.) центром Вселенной считалась Земля, вокруг которой обращаются все светила. С этим постулатом человек автоматически попадал в центр Вселенной. Такая философская концепция, по которой человек является центром и наивысшей целью Вселенной, называется антропоцентризмом.

Николай Коперник (1473 − 1543) лишил Землю привилегированного положения, но в представлениях мыслителей той эпохи Вселенная ограничивалась Солнечной системой (к тому времени – орбитой Сатурна), а отношение к звёздам было такое же, как и в античное время: считалось, что Солнечная система окружена сферой неподвижных звёзд. По словам Иоганна Кеплера (1571 − 1630), «звёздная сфера состоит изо льда или хрусталя». Эту сферу он поместил на расстоянии 60 миллионов радииусов Земли, т. е. в 100 раз ближе, чем известное теперь расстояние до ближайшей звезды.

В этом мире центром мироздания было Солнце (отсюда – гелиоцентрическая система мира). Правда, Кеплер высказывал и другие мысли, которые в то время казались фантастическими, а именно, что звёзды имеют одинаковую природу с нашим Солнцем, и что они, подобно Солнцу, окружены планетами.

Аллегория астрономии, 1890
Аллегория астрономии, 1890

Особенно горячо отстаивал эту идею Джордано Бруно (1548 − 1600), который считал также, что Вселенная бесконечна. Известно, что отстаивая свою правоту в конфликте с официальной властью, представляемой в то время католической церковью, он поплатился жизнью.

Вскоре после этого Млечный Путь с помощью телескопа, изобретённого Галилео Галилеем (1564 − 1642), был разделён на отдельные звёзды. Благодаря работам Вильяма Гершеля (1738 − 1822), впервые были получены представления о нашей звёздной системе Галактике. Некоторое время считалось, что она единственная и является центром Вселенной. Но уже Гершель называл маленькие туманные пятна, видимые в его телескоп, млечными путями, введя для нашей Галактики написание Млечного Пути с прописной буквы.

Эти, полученные наблюдательной астрономией достижения, будто подтверждали идею Джордано Бруно о множественности и равноправии миров и об эквивалентности любого места во Вселенной.

Какие же причины стали в своё время основанием для перевеса материалистической концепции в западной науке? Фундаментом научного материализма были впечатляющие достижения классической механики в XVI – XVII веках.

Открытие Исааком Ньютоном (1643 – 1727) закона всемирного тяготения, сформулированные им законы механики, которые поддавались строгому математическому описанию, очаровали учёных. В XVIIІ и ХІХ столетиях большинство из них придерживались той мысли, что главной движущей силой Вселенной является ньютонова сила тяжести, согласно которой процессы во Вселенной осуществляются механически с точностью хорошо отрегулированных часов.

По этому поводу характерно высказывание выдающегося французского астронома и математика Пьера-Симона Лапласа (1749 – 1827), ставшее основой целого направления в философии, известного как лапласовский детерминизм: «Разум, который для какого-то заданного мгновения знал бы все силы, действующие в природе, и относительное размещение её составляющих, если бы он, кроме того, был достаточно всеобъемлющим, чтобы подвергнуть эти данные анализу, то он охватил бы в единой формуле движения наибольших тел Вселенной и наименьшего атома; для него не было бы ничего неясного, и будущее, как и прошлое, было бы у него перед глазами».

Напротив, этому несколько противоречили удивительные и непонятные достижения в мире живого. Известный богослов Уильям Палей писал в своё время: «Те же мотивы, которые вызвали возникновение глаза, как механизма зрения, обусловили и возникновение телескопа для помощи глазу». С этим перекликается также высказывание Чарльза Дарвина (1809 – 1882), основателя научной эволюционной биологии: «Допущение, что глаз возник в результате эволюции, кажется мне в высшей степени абсурдным».

Отметим здесь, кстати, что большинство выдающихся учёных были глубоко верующими людьми. И среди них – выдающиеся физики и астрономы Коперник, Кеплер, Ньютон и Эйнштейн, работы которых стали основанием современной космологии.

ХХ столетие, в свою очередь, стало важным этапом в трактовке обсуждаемой проблемы. С возникновением квантовой механики изменились представления учёных о вакууме. Благодаря работам Поля Дирака (1902 – 1984) физики стали рассматривать вакуум как вместилище виртуальных элементарных частиц, которые постоянно появляются и аннигилируют, а теория происхождения Вселенной из вакуума вследствие Большого Взрыва получила физическую трактовку.

Справедливости ради следует напомнить, что теория физического вакуума по сути своей не нова. Уже много тысяч лет назад древние философы на Востоке придерживались мнения, что все материальные тела возникли из «большой пустоты» [1].

Другим важным направлением, которое окончательно подорвало основания материалистической философии, стал круг вопросов, охваченных под названием «Антропный принцип во Вселенной».

Во второй половине ХХ столетия учёные-космологи обратили внимание на то, что основополагающие параметры Вселенной (такие, как массы элементарных частиц, силы гравитационного, электромагнитного и ядерного взаимодействий, скорость расширения Вселенной, средняя плотность материи во Вселенной и др.) удивительным образом согласованы между собой. Как следствие этого, эволюция Вселенной происходит именно по тому сценарию, который реализуется в действительности: формирование звёзд, планет и благоприятных условий для возникновения жизни и разума.

Антропный принцип во Вселенной
Антропный принцип во Вселенной

Проблема не казалась настолько драматической до тех пор, пока изучение Вселенной ограничивалось кругом вопросов: какая Вселенная? Но уже Альберт Эйнштейн как бы в завещание поставил перед физиками будущего проблему касательно того, почему Вселенная именно такова, а не иная?

Анализ соотношений и абсолютные значения мировых констант (гравитационной постоянной, постоянной электромагнитного ядерного взаимодействия, массы электрона, протона, нейтрона и пр.), несомненно, убеждают, что они настолько согласованы между собой (а вследствие этого эволюция Вселенной так точно настроена именно на тот сценарий, который мы и имеем в действительности – расширение Вселенной с определённой скоростью, возможность формирования в этих условиях галактик и звёзд, синтез тяжёлых химических элементов в звёздах, условия для возникновения жизни и разума), что среди специалистов это вызвало растерянность с одной стороны, и воодушевление и энтузиазм − с другой.

Действительно, уже на уровне неживой природы имеют место сложные структурные образования (ядра атомов, атомы, молекулы, планеты, звёзды, галактики), для возникновения и существования которых необходимы чрезвычайно тонко согласованные между собой упомянутые мировые константы. Приводим здесь некоторые из них [2]:

1) Если бы гравитационное взаимодействие или средняя плотность материи во Вселенной были меньшими или скорость расширения Вселенной большей, то галактики и звёзды не смогли бы сформироваться гравитационной силой.

2) Если бы гравитационное взаимодействие или средняя плотность материи во Вселенной были бóльшими или скорость разлетания галактик меньшей, то времени существования расширяющейся Вселенной было бы недостаточно для эволюции жизни вплоть до её разумного увенчания. Существенно уменьшилась бы и продолжительность эволюции звёзд. Отметим также, что в сжимающейся Вселенной, согласно с так называемым парадоксом Ольберса, температура неприемлемо высока для биологичеких процессов.

3) Если бы разница масс протона р и нейтрона п была меньшей, то нейтрон не смог бы распадаться на протон и электрон е в реакции

п → p + e + v

(v − нейтрино), так как не хватало бы массы на электрон, а свободные протоны распадались бы на нейтроны и позитроны (античастицы электронов). В таком мире в галактиках смогли бы сконденсироваться только белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры, т. е. те «звёздные трупы», которыми заканчивается эволюция и активная генерация энергии звёздами реальной Вселенной. Атомы, как планетарные системы, образованные электрическим взаимодействием между протонами и электронами, не могли бы существовать.

4) Если бы масса электрона была больше только в 2,5 раза, то проходила бы реакция объединения протонов с электронами и образование нейтронов в реакции:

р + е → п + v,

в результате которой всё вещество Вселенной превратилось бы в нейтроны и нейтрино, а звёздный мир был бы ограничен только нейтронными звёздами и чёрными дырами.

5) Если бы сильное (ядерное) взаимодействие было всего на 2% бóльшим, в процессе нуклеосинтеза образовывались бы дипротоны. Весь водород был бы израсходован уже на стадии первичного космологического нуклеосинтеза, до формирования галактик и звёзд. Всё вещество Вселенной состояло бы из гелия (фактический состав Вселенной 77% – водорода, 21% − гелия и 2% − более тяжёлых химических элементов). Без водорода не было бы звёзд главной последовательности с продолжительными реакциями синтеза гелия из водорода. Именно в системах таких звёзд из стабильными на протяжении миллиардов лет условиями возможна эволюция живой материи вплоть до высшего её увенчания – разума. Без водорода не было бы воды, не возможны были бы органические соединения.

6) Если бы ядерное взаимодействие было в 2 раза меньшим, или если бы электромагнитное взаимодействие (заряд протона и электрона) были бóльшими, то уже ядра железа и все более массивные химические элементы были бы радиоактивными.

7) Если бы энергетический уровень резонанса ядра углерода 12С6 не совпадал с уровнем тепловой энергии типовой звезды (красного гиганта), то образование углерода при маловероятном столкновении троих ядер гелия происходило бы значительно реже. Эффективность синтеза этого важного во всех отношениях элемента была бы существенно меньшей, а количество углерода в природе – недостаточным.

8) Если бы ядро атома кислорода 16О8 имело уровень резонансной энергии вблизи условий горения гелия в красных гигантах, то весь углерод сгорал бы в реакциях:

l2C6 + 4He216О8,

а без углерода невозможны были бы биоорганические соединения. «Если бы вы захотели образовать углерод и кислород приблизительно в одинаковых количествах в звёздах, то должны были бы задать два уровня резонансов (для углерода и кислорода – И. Д.), причём именно там, где эти уровни действительно расположены. Трезвая интерпретация фактов позволяет предположить, что в физике, а также в химии и биологии экспериментировал сверхинтеллект (выделено мной – И. Д.), и что в природе нет слепых сил, достойных внимания» (Ф. Хойл, [2, c. 141]).

Иван Антонович Климишин
Иван Антонович Климишин

Относительно условий на Земле известный украинский астроном Иван Антонович Климишин (род. в 1933 г.) приводит такие совпадения благоприятных факторов [3]:

1) Вода имеет наибольшую плотность при температуре +4°С, вследствие чего лёд пребывает над водоёмами. В альтернативе (как это имеет место при замерзании других веществ) лёд выпадал бы на дно, водоёмы промерзали бы до дна, и жизнь в них была бы невозможной.

2) Атмосфера Земли состоит из таких газов и в таком соотношении, которые наилучшим образом способствуют развитию и функционированию жизни. Если бы концентрация кислорода была большей, то всё, что может гореть, уже давно сгорело бы, а при меньшей концентрации кислорода горение было бы вообще невозможным.

3) Парниковый эффект, создаваемый в атмосфере Земли долями процента углекислоты и водяных паров, способствует повышению температуры на поверхности Земли на 30°, т. е. удержанию её на оптимальном уровне.

4) Известна также роль озонового слоя воздуха, являющегося защитой живого от космического ультрафиолетового излучения.

Таким образом, антропоцентризм, или антропный принцып, как мы видим из истории эволюции этой проблемы, по образному выражению Климишина, «выгнанный через дверь, вновь и вновь возвращается в окно». Предложенные для объяснения этого феномена материалистические гипотезы можно разделить на две группы:

1) Во Вселенной действуют какие-то общие закономерности, которых мы ещё не знаем, и которые обусловили единственно возможные значения основополагающих её параметров и соотношения между ними;

2) Вселенная может существовать, чередуясь во времени, в разнообразнейших вариантах, или даже в одно и то же время существует много вселенных, но наблюдать мы можем единственный вариант, а именно тот, который допускает в нём наше существование. Есть гипотеза о том, что вселенные, возникающие из «неудачных» комплексов параметров, подобно живым дефектным мутантам, не выживают в борьбе за существование с соперниками, имеющими приближенные к идеалу параметры, и исчезают или ассимилируют с последними.

В связи со всем вышесказанным Брендон Картер [1] предлагает две формулы антропного принцыпа (АП):

1) Слабый АП: «Наше положение во Вселенной привилегированное в том смысле, что оно должно быть совместимым с нашим существованием как наблюдателей», т. е. мы есть свидетелями определённых процессов и явлений, потому что другие процессы и явления происходят без нас, так как для нас они недоступны.

2) Сильный АП: «Вселенная, (а, следовательно, и фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на определённом этапе эволюции допускалось существование наблюдателей» [2, c. 372]. Эта формула известна также как телеологический аргумент, согласно с которым эволюция есть путь к определённой заранее цели.

Среди других формулировок сильного АП заслуживает внимания т. наз. окончательный, или решающий АП: во Вселенной должна появиться интеллектуальная обработка информации, и если она появляется, то уже никогда не исчезает.

Таким образом, при практически бесконечно протяженной во времени и пространстве эволюции человеческой цивилизации вопросы бессмертия личности и воскресения мёртвых являются только вопросами времени. Как отмечается в новейших источниках, проблема эта, нереальная сегодня, но вполне вероятна даже с учётом наших нынешних физических знаний.

Очевидно, наиболее интересным подходом будет создание системы в том же квантовом состоянии, в каком она была раньше в определённый момент времени. Согласно оптимистическим прогнозам, это станет возможным в течение времени, даже короткого в космическом масштабе, с развитием нанотехнологий. Ведь каждый человек – это, в конце концов, некая конечная система частичек. До сих пор, однако, неизвестно, что же такое личность, которую необходимо воссоздать.

Интересную концепцию этой проблемы предлагал академик Андрей Дмитриевич Сахаров (1921 – 1989). Вот финал его Нобелевской лекции: «Я защищаю также космологическую гипотезу, согласно которой развитие Вселенной повторяется в главных чертах бесконечное число раз на предыдущих и последующих до нашей страницах*. Однако всё это не должно умалять нашего священного стремления именно в этом мире, где мы, как вспышка в потёмках, возникли на одно мгновение из чёрного небытия бессознательного существования материи, осуществить требования Разума и создать жизнь, достойную нас самих и неясно угадываемой нами цели».

Человек должен достойно и ответственно реализовать себя перед лицом земной природы и Вселенной, олицетворяемой в мире Высшей Реальности внеземным Разумом.

По словам академика Юрия Алексеевича Шилова: «Высшую Всемирную Силу современная наука всё уверенней определяет как Энерго-Информационное Поле Вселенной» [4] (Разновидность биополя? Торсионные поля?).

Пусть наша цивилизация уподобится каждому человеку, живущему всегда с чувством, что за ним постоянно наблюдают, а потому избегает позорящих его действий. Вероятно, мы не станем полноценным человечеством, глобальной персональностью, до тех пор, пока не станет для всей Земли нормой стыдно жить не по законам этики и морали.


* Имеется в виду гипотеза А.Д. Сахарова о пульсирующей Вселенной, в которой на смену нынешнему её расширению наступает сжатие, с которого начинается новый виток расширения, и так бесконечно.

Словарик

Аннигиляция (от лат. ad – до и nihil – ничто) – взаимодействие элементарных частиц с соответствующими им античастицами, в результате чего образуются другие частицы и, в частности, фотоны.
Антропный (от греч. ανθρωπος – человек) – соответствует понятию «человек».
Гелиоцентрический (от греч. ηλιος – Солнце и лат. centrum – центр, середина) – околосолнечный.
Геоценрический (от греч. γη–Земля и центр) – система мира, в ценре которой находится Земля.
Константа (от лат. constans – неизменный, постоянный) – постоянная величина.
Контактёр (от лат. contactus – касание) – человек, находящийся в состоянии транса или достигший высокого уровня совершенства, который может подключать своё ознание к Мировому Банку Данных и получать оттуда иформацию.
Космологический (от греч. κοσμοζ – Вселенная) – всё, что касается Вселенной.
Нуклеосинтез (от лат. nucleus – ядро и греч. σηνθεσις – объединение) – образование более тяжёлых атомных ядер путём соединения из более легких.
Параметр (от греч. παραμετρεω – отмериваю) – характерная для данного бъекта величина.
Телеология (от. греч. τελεος– цель и λογος – слово, учение) – философское учение, согласно которому эволюция – это движение к заранее определённой цели.
Торсионное поле (от лат. torsio – вращение) – поле, образованное вокруг живых и неживых объектов вращением частиц-компонент данного объекта. Наблюдается в виде лёгкого свечения – ауры.

Литература

  1. Дичко І. О. Всесвіт з фізичного вакууму // Наше небо. – 2004, 1. – С. 6 –9.
  2. Картер Б. Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии // Космология. Теория и наблюдения. – М, 1978. – С. 369−370.
  3. Климишин И. А. Релятивистская астрономия. − М.: Наука, 1989.
  4. Шилов Ю. А. Истоки славянской цивилизации. – К.: МАУП. – 2004. – 704 с.
  5. Світогляд, № 1, с. 74–77.

И.А. Дычко, кандидат физико-математических наук, г. Полтава