Почему что то существует
Как Вселенная появилась из ничего
Некоторое время назад среди космологов и философов науки началось очень активное обсуждение причин существования Вселенной. Да, мы тут ерундой не занимаемся.
Сначала Лоуренс Краусс выпустил новую книгу «Вселенная из ничего. Почему не нужен Бог, чтобы из пустоты создать Вселенную» [A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather than Nothing] (основанную, в частности, на популярной лекции, доступной на YouTube), освещающую этот вопрос с точки зрения современного космолога. Затем Дэвид Альберт, современный философ науки, составил разгромную рецензию книги для New York Times. Это обсуждение с тех пор продолжается: интервью Джерри Койн (на стороне Альберта), блог «Философия космологии» Рутгерса, большое интервью с Крауссом в The Atlantic, комментарии Массимо Пиглюччи, ещё один ответ Краусса на сайте Scientific American.
По личным и научным причинам я тоже собирался вставить своё мнение. Происхождение Вселенной – одна из тем моей работы, а Лоуренс и Дэвид – мои друзья и партнёры по блогу.
Содержание
Статья будет большой, поэтому приведу краткое содержание. Грубо говоря, вокруг проблемы «почему что-то существует?» скапливается два вида вопросов. Один из видов, базирующийся на платформе физических законов, достаточно гибкой для того, чтобы позволить существование «чего-то» или «ничего» (причём в понятие «что-то» могут входить и время и пространство), звучит как: почему в истинном проявлении реальности существует всякое? Другой вид вопросов связан с тем, почему у нас есть данная конкретная платформа физических законов, или вообще нечто под названием «физические законы»?
Лоуренс, упрощённо говоря, обращается к первому виду вопросов, а Дэвида интересует второй, и обе стороны тратят много энергии, настаивая на том, что их вопрос более правильный, вместо того, чтобы признать, что эти вопросы отличаются. Ничто в современной физике не объясняет, почему у нас такие законы, а не другие, хотя физики иногда говорят об этом – и этой ошибки они могли бы избежать, если бы серьёзнее воспринимали философов.
Затем обсуждение быстро скатывается до обвинений и рассуждений не о том, а жаль, поскольку эти люди умные и соглашаются по поводу 95% интересных проблем, и шансы на продуктивный диалог постоянно уменьшаются.
Как работает Вселенная
Поговорим о том, как на самом деле устроена физика, по нашим понятиям. Со времён Ньютона парадигма фундаментальной физики не менялась; в неё входит три части. Первое – «пространство состояний»: по сути, список всех возможных конфигураций, в которых может находиться Вселенная. Второе — определённое состояние, представляющее Вселенную в какой-то момент времени, обычно в текущий. Третье – некое правило, по которому Вселенная развивается во времени. Дайте мне Вселенную на сегодня, и законы физики скажут, что станет с ней в будущем. Такой способ мышления не менее верен для квантовой механики или ОТО или квантовой теории поля, чем для ньютоновой механики или максвелловской электродинамики.
Квантовая механика, в частности — особенная, но очень многосторонняя реализация этой схемы. (Квантовая теория поля – просто определённый пример квантовой механики, а не новый способ мышления). Состояния – это «волновые функции», а набор всех возможных волновых функций определённой системы называется «гильбертовым пространством». Его преимущество в том, что оно сильно ограничивает набор возможностей (потому что это векторное пространство: замечание для экспертов). Как только вы сообщите мне его размер (количество измерений), вы полностью определите ваше Гильбертово пространство. Это кардинально отличается от классической механики, в которой пространство состояний может стать чрезвычайно сложным. А ещё есть машинка – «гамильтониан» – указывающая, как именно развиваться из одного состояния в другое с течением времени. Повторюсь, что разновидностей гамильтонианов бывает не много; достаточно записать определённый список величин (собственных значений энергии – уточнение для вас, надоедливые эксперты).
Необходимо непредвзято подходить к тому, какую форму примут итоговые законы физики, но почти все современные попытки их вывести принимают квантовую механику за истину. Это верно и для теории струн, и для других подходов к квантовой гравитации – они могут очень сильно отличаться во взглядах на то, из чего состоит «пространство-время» или «материя», но очень редко небрежно обращаются с основами квантовой механики. Это однозначно относится ко всем вариантам, которые рассматривает Лоуренс в своей книге. На этой платформе определение «законов физики» – вопрос выбора гильбертова пространства (для чего, в свою очередь, нужно только определить его размер) и гамильтониана. Одно из прекрасных свойств квантовой механики – насколько она ограничительная; у нас нет большой свободы выбора из видов законов физики. Кажется, что существует большой простор для творчества, поскольку гильбертово пространство может быть очень большим, а простая сущность гамильтониана может быть скрыта нашим усложнённым взаимодействием с окружающим миром, но основной рецепт остаётся неизменным.
Поэтому, что означают разговоры «вселенная из ничего» в рамках этой платформы? Нам по-прежнему необходимо выбрать одну из двух возможностей, но, по крайней мере, этот список из двух пунктов является исчерпывающим.
Возможность первая: время фундаментально
Первая возможность состоит в том, что квантовое состояние Вселенной действительно меняется во времени – то есть, гамильтониан не равен нулю, и он по-настоящему толкает состояние вперёд во времени. Этот случай кажется общим (способов отличаться от нуля больше, чем быть нулевым), и именно на его изучение мы тратим время на вводных курсах, впервые навязывая квантовую механику бесстрашным студентам. Чудесное и недооценённое следствие квантовой механики состоит в том, что если эта возможность окажется верной (Вселенная по-настоящему эволюционирует), время не может начинаться или кончаться – оно продолжается вечно. Совсем не похоже на классическую механику, в которой траектория Вселенной в пространстве состояний может столкнуть её с сингулярностью, в которой время, как предполагается, перестаёт течь. В квантовой механике каждое состояние ничем не хуже любого другого, и эволюция радостно будет продолжать идти.
Так как это относится к вопросу «нечто против ничто»? В процессе эволюции квантового состояния Вселенной она может проходить через фазы, в которых она очень похожа на ничто в общепринятом смысле – то есть, как пустое пространство, или как странная негеометрическая фаза, в которой мы бы вообще не распознали пространство. Позже, посредством неустанного влияния гамильтониана, она может эволюционировать во что-то, что очень похоже на «нечто», даже очень похожее на ту вселенную, что мы видим сегодня. Поэтому если для вас «ничто» – это «пустота» или «отсутствие пространства», то законы квантовой механики дают удобный способ понять, как ничто может превратиться в чудесное нечто, внутри которого мы обнаруживаем себя. Это интересно, и важно, и достойно написания книги, и это одна из возможностей, которую обсуждает Лоуренс.
Возможность вторая: время вторично / приблизительно
Вторая возможность состоит в том, что Вселенная вообще не эволюционирует – гамильтониан нулевой, пространство возможных состояний существует, но мы просто сидим в нём неподвижно, без фундаментального «течения времени». Вы можете решить, что эта возможность логическая, но не правдоподобная; ведь разве мы не видим, как всё вокруг нас всё время меняется? Но именно в эту возможность вы немедленно уткнётесь, если просто возьмёте классическую ОТО и попытаетесь её квантовать (то есть, изобрести квантовую теорию, сходящуюся к ОТО в классическом пределе). Мы не знаем, правильно ли это – Том Бэнкс, к примеру, считает, что нет – но эта возможность существует, поэтому нам надо подумать о том, что это могло бы значить, если бы оказалось правдой.
Мы, конечно, считаем, что ощущаем течение времени, но, может быть, время – вещь вторичная, а не фундаментальная (мне не кажется правильным использование слова «иллюзорный» в этом контексте, но другие не так осторожны). То есть, возможно, существует альтернативное описание этой одной неподвижной точки гильбертова пространства – описание, примерно похожее на «Вселенная эволюционирует во времени», по крайней мере, на какое-то время. Представьте себе брусок металла, находящийся на горячей поверхности, не эволюционирующий во времени, но с температурным градиентом, распределённым сверху вниз. Концептуально возможно поделить этот брусок на слои равной температуры, а затем написать уравнение, показывающее, как состояние бруска меняется от слоя к слою, и обнаружить, что получившийся математический формализм похож на «эволюцию во времени». В этом случае, в отличие от предыдущего, время может кончиться (или начаться), поскольку оно изначально было полезным приближением, допустимым при определённых условиях.
Именно такой вариант имеют в виду такие квантовые космологи, как Джеймс Хартл, Стивен Хокинг, Алекс Виленкин, Андрей Линде и другие, говоря про «создание Вселенной из ничего». В этом представлении в истории Вселенной буквально существует момент, до которого других моментов не существовало. Есть граница времени (предположительно, перед Большим взрывом), до которой не было ничего. Ни вещества, ни квантовой волновой функции; не было ничего предыдущего, поскольку понятие «пред-» не имеет смысла. Это тоже интересно, важно, и об этом стоит написать книгу, и это ещё одна из возможностей, о которых рассуждает Лоуренс.
Почему вообще существует Вселенная?
Итак, современная физика выдала нам две эти идеи, довольно интересные, и отзывающиеся на наше неформальное представление о том, как «нечто появляется из ничего». Одна из них говорит об эволюции от пустого пространства (или не-пространства) во Вселенную, полную всякого, а другая говорит о времени, как о примерном понятии, которое оканчивается на какой-то границе в абстрактном пространстве возможностей.
Так на что же нам жаловаться? Если подумать, то такие рассуждения, если принять некое конкретное определение понятия «ничего», могут объяснить, как Вселенная может возникнуть из ничего. Но они не объясняют, и даже не пытаются объяснить, почему нечто существует – почему эта эволюция волновой функции, или почему даже вся эта система «волновых функций» и «гамильтонианов» будет верным способом рассуждать о Вселенной. И, может, вам не интересны эти вопросы, и никто не вправе отнимать у вас права ими не интересоваться; но если подзаголовок вашей книги гласит «почему существует нечто, а не просто нет ничего», вы, по сути, отказываетесь от права не интересоваться этим.
Помогает ли нам развитие современной физики и космологии подойти к этим вопросам о том, почему вообще существует нечто под названием «вселенная», почему существуют такие вещи, как «законы физики», почему эти законы принимают вид квантовой механики, почему именно такая волновая функция и гамильтониан? Коротко говоря, нет. Мне неясно, как они бы могли это сделать.
Иногда физики притворяются, что отвечают на эти вопросы, что очень плохо, поскольку они просто ленятся и не пытаются тщательно подумать об этой проблеме. Вы, к примеру, можете услышать заявления о том, что наши законы физики могут оказаться единственным видом мыслимых законов или простейшим из возможных. Но это явно не так. В рамках платформы квантовой механики существует бесконечное количество возможных гильбертовых пространств и бесконечное количество возможных гамильтонианов, каждый из которых определяет совершенно допустимый набор законов физики. А правильным может быть только один из них, поэтому абсурдно утверждать, что наши законы могут быть единственными возможными.
Призывы к простоте тут тоже не помогают. Вселенная могла бы быть единственной точкой, не меняющейся во времени. Или единым осциллятором, бесконечно колеблющимся туда и сюда. Это было бы очень просто. Как-нибудь может появиться некое определение простоты, по которому наши законы окажутся простейшими, но всегда будут другие, по которым они не такие. В любом случае, мы тогда могли бы задать вопрос, почему законы должны быть простыми? Точно так же заявление «возможно, где-нибудь реальны все физические законы» не отвечает на наш вопрос. Почему реальны все физические законы?
А иногда, с другой стороны, современные космологи говорят о других законах физики в контексте мультивселенной, и предполагают, что нам виден один набор законов, а не другой, по фундаментально антропным причинам. Но это, опять-таки, простая неаккуратность. Мы говорим о низкоэнергетическом проявлении базовых законов, но эти базовые законы одинаковы по всей мультивселенной. У нас всё равно остаётся вопрос о существовании этих глубинных законов, создающих мультивселенную.
Конец объяснений
Все эти вопросы интересно задавать, и не на один из них не отвечает современная физика или космология. Или, по крайней мере, их интересно поднимать, но с моей точки зрения, лучшим ответом будет быстро опустить их обратно. К этому моменту, заметьте, мы уже пришли к чисто философской, а не научной, проблеме.
Вопросы «почему» не существуют в пустоте; они имеют смысл в некоем объяснительном контексте. Если мы спрашиваем «почему курица перешла дорогу?» [популярная тема коротких анекдотов / прим. перев.], мы понимаем, что существуют такие вещи, как дороги, у них есть особые свойства, и у вещей по имени «курицы» есть разные цели и мотивации, и есть вещи, существующие с другой стороны дороги или другие преимущества её перехода. Только в этом контексте можно предложить осмысленный ответ на вопрос «почему». Но Вселенная и законы физики не встроены в какой-то более крупный контекст. Это уже самый крупный из существующих контекстов, насколько мы знаем. Нет ничего плохого в том, чтобы признать, что последовательность объяснений где-то обрывается, и единственным оставшимся объяснением может быть «просто так всё устроено».
Ну, или нет. Мы должны быть хорошими эмпириками и быть открытыми к возможности того, что то, что мы считаем Вселенной, существует в некоем большем контексте. Но тогда мы, вероятно, переопределим это, как вселенную, и останемся с теми же вопросами. Пока вы признаёте, что у Вселенной есть более одного мыслимого способа существовать, у цепочки объяснений всегда будет конец. Я могу и ошибаться, но настаивать на том, что «вселенная должна объяснить себя», довольно безосновательно.
Звуки и фурии
Вот, что я могу сказать по поводу этих интересных вопросов, но у меня не хватает сил удержаться от парочки замечаний по процедурным моментам.
Во-первых, я думаю, что книга Лоуренса имеет гораздо больше смысла как часть популярных споров «атеизм против теизма», а не как просто тщательное философское исследование старой проблемы. Послесловие к книге написал Ричард Докинз, а изначально Лоуренс просил об этой услуге Кристофера Хитченса, пока тот ещё не был сильно болен – и оба этих человека, хотя и очень умные, не являются ни космологами, ни философами. Если вы задались целью отвергнуть заявления о необходимости существования (или полезности) Творца в рамках космологической схемы, тогда приведённые рассуждения по поводу «создания из ничего» действительно приходятся к месту. Физическая вселенная прекрасно может быть самодостаточной; ей не нужно ничего и никого снаружи для её запуска, даже если у неё и было «начало». Это не отвечает на классический вопрос Лейбница, но практически нет сомнений в том, что этот факт является примечательным свойством современной физики и имеет интересные последствия для фундаментальной космологии.
Во-вторых, после выхода обзора от Дэвида, Лоуренс неудачно обрушился с критикой на «идиотских философов» и на всю философию в целом, вместо того, чтобы продолжать вести осмысленную дискуссию по интересующим вопросам. Как большинство учёных, Лоуренс мало что получает от философии науки. Но цель философии не в том, чтобы быть полезной науке, не более, чем у микологии – быть полезной грибам. Философы науки не пытаются заниматься наукой, они пытаются понять, как работает наука, и как она должна работать, выбрать логику и стандарты, лежащие в основе научной аргументации, разместить научное знание в рамках более широкого эпистемологического контекста, и сделать много чего ещё интересного, не притворяющегося наукой. А если вам это не интересно, ну и ладно. Но не стоит пытаться подорвать законность существования области выпадами в её сторону – это глупо и не интеллектуально, и представляет как раз то самое нежелание уважительно спорить с исследователями из другой области, о котором мы сожалеем, когда речь заходит о науке. Жаль, что умные люди, соглашающиеся по поводу большей части важных вещей, не могут не согласиться по поводу всего остального, не размениваясь на оскорбления. Мы должны пытаться быть выше этого.
И все-таки, почему существует Нечто, а не Ничто?
Вопрос, вынесенный в заглавие, волнует человечество сдавних пор. Откуда взялась Вселенная? Что было до Большого взрыва? Было ли Ничто? Почему и куда оно исчезло (исчезло ли)? Постепенно мы начинаем догадываться, что Бог и законы природы – не единственные подозреваемые на роль «творца» Вселенной.
Так почему мир существует? Каждый помнит свое замешательство перед таким простым, детским, но невероятно мощным вопросом. Ведь это вопрос вопросов, метавопрос, стоящий над всеми другими вопросами, которыми когда-либо задавался человек! Но отчего же за всю свою историю человечество не додумалось до ответа? Или все-таки додумалось?
Откуда взялась Вселенная? Идея, будто все это возникло из Ничего, противоречит логике и здравому смыслу. Но что было до Большого взрыва и было ли что-то вообще?
Если мы отставим в сторону гипотезу Бога, то какие варианты ответа на загадку существования мира нам остаются? Британский ученый Стивен Хокинг разрабатывал теоретическую модель, согласно которой Вселенная, хоть и ограничена во времени, полностью содержится внутри себя самой, не имея ни начала, ни конца. Такой модели не нужен Творец – ни божественный, ни какой-либо еще. В книге «Великий замысел» Стивен Хокинг пишет:«Если полная энергия Вселенной должна всегда оставаться нулевой, и необходимо затратить энергию, чтобы создать тело, как может вся Вселенная быть создана из ничего? Вот почему должен существовать такой закон, как гравитация. Так как гравитация притягивает, то энергия гравитации является отрицательной. Необходимо произвести работу, чтобы разделить гравитационно связанную систему, такую как Земля и Луна. Эта отрицательная энергия может быть сбалансирована положительной энергией, необходимой чтобы создать материю, но все не так просто. Отрицательная гравитационная энергия земли, к примеру, меньше, чем положительная энергия миллиардов частиц, из которых она состоит. Тело, такое как звезда, будет иметь больше отрицательной гравитационной энергии, и чем меньше она (частицы, из которых она состоит, находятся ближе друг к другу), тем больше будет ее отрицательная гравитационная энергия. Но прежде, чем отрицательной гравитационной энергии может стать больше положительной энергии вещества, звезда сколлапсирует в черную дыру, и черная дыра будет иметь положительную энергию. Вот почему пустое пространство стабильно. Тела, такие как звезды или черные дыры, не могут так просто появляться из ничего. Но целая Вселенная может!»[1] Интуитивно мы не можем этого понять, ведь у всего, что существует, должна быть какая-то причина, и ничего не может быть причиной самому себе.
Пытаясь ответить на вопрос, почему существует Вселенная, наука сталкивается со следующей логической проблемой: если космос заключает в себе все, что физически существует, тогда научное объяснение должно включать физическую причину, однако любая физическая причина, по определению, является частью той Вселенной, которую и требуется понять. Таким образом, любое научное объяснение существования Вселенной замыкается в порочный круг. Наука может проследить путь развития Вселенной из более раннего состояния физической реальности, вплоть до сингулярности Большого взрыва – но в конце концов заходит в тупик. Она не в состоянии объяснить происхождение первоначального физического состояния из ничего.
Разумеется, абстрактные идеи наподобие чисел и множеств не могут использоваться в объяснении обычных причинно-следственных связей: нельзя сказать, например, что число пи «привело» к Большому взрыву. Однако, в случае объяснения существования мира в целом, стоит ли автоматически отвергать конечную причину, выраженную абстрактно и математически? В современной науке есть одно недоказанное допущение, будто любое объяснение всегда должно включать физические объекты. По этому допущению, для объяснения определенного факта (например, факта существования мира в целом) нужно прибегнуть к другим фактам физической реальности. Но что если причину существования мира в целом следует искать в области таких не-фактов и не-объектов, как логические законы, математические понятия или принцип неопределенности из квантовой физики? Математики целыми днями размышляют не только о точках, цифрах и кругах, но и о бесконечностях, кристаллических когомологиях и множествах Мандельброта, которые не существуют в нашем пространстве-времени – то есть они нематериальны. Однако и к области сознания (человеческому мозгу) они тоже не относятся, ибо ограниченный нейронной структурой ум математика никак не может вместить весь бесконечный ряд чисел или представить идеальные геометрические формы. Так в каком смысле математические понятия существуют? Ответ зависит от того, что мы понимаем под словом «существование». Древнегреческий философ Платон ответил бы, что математические понятия существуют в реальности. Более того, он считал, что если математические объекты, неизменные и не подверженные течению времени, а значит, более реальны, чем объекты, доступные нашему непосредственному восприятию. С точки зрения Платона, подобные математические формы и составляют истинную реальность, а все остальное – всего лишь отбрасываемая ею тень.
Идея скрытой космической алгебры расширяет диапазон возможных объяснений существования мира. Возможно, нам все-таки не придется выбирать между Богом и слепым Случаем. Возможно, существует некое нерелигиозное и даже ненаучное объяснение существования мира, и мы его можем обнаружить, используя не факты физической реальности, а исключительно ум.
Откуда все-таки взялась наша Вселенная? Не указывает ли факт ее существования на действия некой высшей интеллектуальной силы? Теория американского физика русского происхождения Андрея Линде, которая называется «инфляционная модель Вселенной», заявляет, что создать Вселенную из не Ничего так уж трудно: это не потребует ни ресурсов космического масштаба, ни участия сверхъестественных сил. Возможно, что цивилизация, ушедшая в развитии дальше нашей, даже способна создать Вселенную в лаборатории (этого, среди прочих, боялись противники работы Большого адронного колайдера в Церне). А что, если именно так и появился наш подлунный мир?
Андрей Линде утверждает, что достаточно всего стотысячной части грамма материи (стомиллионная доля килограмма), чтобы дать начало такой Вселенной, как эта. Стотысячной части грамма хватит, чтобы создать маленький кусочек вакуума, который взорвется в миллиарды галактик, наблюдаемых сейчас. Именно так работает инфляционная модель: вся материя Вселенной возникает из отрицательной энергии гравитационного поля, а это поле разбрасывает ее дальше по пустому пространству, будто краску из пульверизатора. Такая теория способно объяснить, почему мир, в котором мы живем, так далек от совершенства. Нашу Вселенную сотворил не всесильный Бог, а начинающий физик!
Прежде чем углубиться в загадку существования, было бы справедливо отдать должное пустоте. А что, если Ничто тоже существует? В среде философов бытует шутка, что некий профессор на вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?» ответил: «Даже если бы Ничто существовало, вы все равно бы не перестали задавать глупые вопросы!»
То, что поднимает человека выше прочих созданий – осознание собственной смертности, тесно связано с осознанием небытия – личного и вселенского. Что может быть легче, чем представить Ничто – то, что не существует? И что может быть сложней и представлять более высокий уровень абстрактного мышления, чем помысленное Ничто? Мартин Хайдеггер переформулировал вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?» в вопрос «Почему существует мир, а не единственно я?». Он писал: «Этот вопрос («Почему существует Нечто, а не Ничто?», прим. автора) встает во весь рост в моменты полного отчаяния, когда все теряет значение и все смыслы исчезают. Он приходит в моменты радости, когда все вокруг нас преображается и мы словно видим мир впервые»[2].
Если мы обратимся к христианской философии, то утверждение, что Бог сотворил мир из Ничего, не возвышает Ничто до сущности, равной божеству, а лишь означает, что Бог не сотворил мир из чего-то уже существовавшего. Христианский догмат о «творении из ничего» превратил понятие «Ничто» в реальную онтологическую возможность и сделал концептуально возможным вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?». Задал его философ Готфрид Вильгельм Лейбниц в 1714 году. В «Началах природы и благодати, основанных на разуме», он выдвинул «принцип достаточного основания». Согласно этому принципу, существует объяснение для каждого события и ответ на каждый вопрос: «Раз такое начало допущено, то первый вопрос, который мы имеем право задать, будет: почему существует Нечто, а не Ничто?»[3]
В 18 веке философы Дэвид Юм и Иммануил Кант сошлись на том, что некоторые сущности в самом деле не могут существовать с точки зрения логики – например, квадратный круг – но существование чего-либо в целом не может быть обосновано только чистой логикой. Они утверждали, что нет ни одной сущности, чье небытие являлось бы противоречием, включая Бога.
Но если существование Бога не является обязательным, то возникает совершенно новая космическая возможность: возможность абсолютного Ничто – когда нет ни мира, ни Бога, нет ничего вообще нет. Французский философ начала 20 века Анри Бергсон пришел к выводу, что противопоставление «Нечто» и Ничто» основано на ошибке – на иллюзии возможности существования Ничто. Он утверждал, что идея абсолютного Ничто содержит внутреннее противоречие, подобно идее круглого квадрата. Поскольку идея самого Ничто не имеет смысла, то и вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?» тоже не имеет смысла.
Самый влиятельный британский философ Людвиг Витгенштейн также пришел к выводу, что этот вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?», хоть и не лишен значимости для отдельно взятого человека, но смысл в нем отсутствует начисто. Он записал в «Логико-философском трактате»: «Загадки не существует».
Представитель логического позитивизма Альфред Айер перефразировал вопрос, спрашивая, какое событие предшествовало всем событиям? И отвечал на него: «Ни одно конкретное событие не может предшествовать всем событиям, поскольку оно входит в класс всех событий и не может им предшествовать»[4].
Большинство современных философов и ученых, включая Стивена Хокинга, встают на сторону Альфреда Айера. В философии существуют два вида истины: логическая истина и эмпирическая истина. Эмпирическая истина, определяется данными, полученными от органов чувств и в результате эксперимента. Именно такими истинами занимается наука. Логическая же истина, напротив, определяется только значениями слови понятий, и закон, выражаемый такой истиной, например, «среди людей есть как самый высокий, так и самый низкий человек» – является всего лишь логическим законом. Вопрос о причине существования мира лежит за пределами возможностей науки, ведь научное объяснение может лишь обосновать какую-то область пространства и времени на основе других областей и никогда не сможет охватить всю реальность в целом. Вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?» скорее относится к логическим истинам, нежели чем к научным. Поэтому и само существование мира может быть лишь голым фактом, как бы висящим в воздухе.
Эйнштейн был убежден, что Вселенная не только вечна, но и неизменна, и озадачен, когда, приложив общую теорию относительности к пространству-времени как целому, обнаружил нечто совершенно противоположное: Вселенная должна или расширяться, или сжиматься. Наблюдения американского астронома Эдвина Хаббла подтвердили модель расширяющейся Вселенной и мысли Эйнштейна: оказалось, что все наблюдаемые галактики от нас удаляются. Как теория, так и наблюдения приводили к одному и тому же выводу: когда-то Вселенная внезапно появилась. Марксисты восприняли концепцию Большого взрыва в штыки: она противоречила их постулату о бесконечности и вечности материи. Это было одной из аксиом диалектического материализма Ленина. В 1965 году два исследователя из «Белл телефон лабораторис» случайно обнаружили вездесущее микроволновое излучение, которое оказалось отголоском Большого взрыва. У Вселенной все-таки было начало!
Был у Вселенной творец или не было, но сам факт, что она возникла в какой-то момент в прошлом, выглядит насмешкой над идеей самодостаточного античного космоса: если нечто существует согласно собственной природе, то логично предположить, что оно вечно и неизменно. Но ко Вселенной это не относится: точно так же, как она внезапно появилась в результате Большого взрыва, расширилась и развилась до нынешнего состояния, она может исчезнуть в неком отдаленном будущем в результате Большого сжатия, пузыря из ложного вакуума или тепловой смерти. Таким образом, с открытием Большого взрыва и расширения Вселенной стало труднее отмахнуться от вопроса «Почему существует Нечто, а не Ничто?»
В классической физике, располагая полными данными о настоящем моменте (вспомним Лапласа и его мыслительного демона), можно восстановить полную картину прошлого. Это соответствует нашему интуитивному убеждению в существовании определенного прошлого. Но квантовая физика утверждает, что при самом детальном наблюдении настоящего ненаблюдаемое прошлое неопределенно и представляет собой сумму квантовых предысторий. В середине 1940-х годов это коренное отличие квантовой механики от Ньютоновской сформулировал Ричард Фейнман: в Ньютоновской механике движущиеся предметы проходят через фильтр с двумя отверстиями строго определенным путем. Но если на фильтр направить пучок частиц (или даже одну частицу), они пройдут через эти отверстия всеми мыслимыми путями: и прямым, и через Альфу Центавра, и через соседний гастроном, пройдут в одно отверстие, выйдут через другое и снова войдут. Вместо классического детерминизма квантовая физика имеет дело со случайностью и вероятностью. Но эта фундаментальная случайность, так беспокоившая Эйнштейна, все же поддается математическому описанию. Фейнман ввел понятие «суммы предысторий» — это все возможные пути частиц, по итогам которых мы наблюдаем результаты эксперимента. Мы не можем достоверно предсказать не только будущее, но также и прошлое — как именно частица попала в конечную точку, но мы можем рассматривать совокупность всех возможных путей. В итоге основным методом квантовой физики стала «сумма альтернативных историй», то есть учет всех путей с расчетом вероятности каждого.
А поскольку ненаблюдаемое прошлое неопределенно, а наблюдение меняет поведение системы, то выводимое из наблюдений прошлое еще и изменено по сравнению с ненаблюдаемым: наблюдая за системой, мы меняем не только ее настоящее, но и прошлое.
Но когда и как возможно сочетание классической физики с неопределенностью и непредсказуемостью квантовой механики? Вероятно, происходит примерно то же, что и в специальной теории относительности: теория начинает действовать в «экстремальных обстоятельствах». Для движущегося объекта влияние скорости на массу становится заметным при приближении к скорости света, а время останавливается.
В каком экстремуме квантовые законы и, как следствие, исчезновение измерения времени могут проявиться на уровне вселенной? Очевидно, когда вселенная сравнима размерами с атомным ядром. Именно это подразумевает теория Большого взрыва: все начинается с сингулярности — точки, в которой температура, плотность и искривление Вселенной были бесконечны. Обратив вспять расширение, мы увидим, как содержимое Вселенной сближается, все более сжимаясь. В конце концов, в самом начале космической истории, весь мир находится в состоянии бесконечного сжатия и стянут в точку – в «сингулярность». Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что форма пространства-времени определяется характером распределения энергии и материи. Так вот, когда энергия и материя бесконечно сжаты, то и пространство-время тоже сжато – оно просто исчезает.
Если проследить историю расширяющейся Вселенной вспять, Вселенная будет уменьшаться, пока в момент Большого взрыва не обратится в сингулярность. Здесь теория Эйнштейна прерывается и не может предсказать начало Вселенной и начало времени — только как она развивалась позже. В этой точке сингулярности действуют законы квантовой механики: частицы движутся всеми возможными путями, и Вселенная может иметь бесконечное множество предысторий, или граничных условий.
Что же происходит со временем? Общая теория относительности объединяется с квантовой теорией: искривление времени-пространства настолько велико, что все четыре измерения ведут себя одинаково. Иными словами, времени как особого параметра еще нет. А если времени нет, то нет и возможности говорить о каком-то начале Вселенной во времени, что устраняет проблему творения из Ничего.
Из всех возможных ответов на загадку существования самым волнующим, пожалуй, стало бы открытие, что мир, вопреки всему, есть причина самого себя. Этот вариант впервые предложил Спиноза, который утверждал, что все сущее состоит из единой бесконечной субстанции и все отдельные сущности, как физические, так и психические, являются лишь временными модусами этой субстанции – как отблески света на гранях алмаза. Спиноза называл эту бесконечную субстанцию «Бог или Природа». По мнению Спинозы, Бог и природа не могут быть отдельны друг от друга, потому что тогда они взаимно друг друга ограничат. Поэтому мир сам по себе божественен: вечен, бесконечен и есть причина самого себя.
Идея, что мир содержит в себе ключ к собственному существованию – а стало быть, существует по необходимости, а не в силу случайности – созвучна размышлениям метафизически настроенных физиков, таких как британский ученый Роджер Пенроуз. Пенроуз считает, что без человеческого разума мир не мог бы быть причиной самого себя. Хотя на первый взгляд мы являемся лишь ничтожно малой частью космоса, именно наше сознание превращает мир как целое в реальность. Существует точка зрения на появление человека, по которой эволюция сознательной жизни на нашей планете обусловлена подходящими мутациями, происходившими в различное время. Предположительно это были квантовые события, поэтому они могли бы существовать только в виде линейной суперпозиции до тех пор, пока они не довели эволюцию до мыслящих существ, само существование которых зависит от всех «правильных» мутаций, имевших место в действительности. Именно наше присутствие, согласно этой идее, вызывает к существованию наше прошлое. Концепция называет теорией «партисипаторной» Вселенной, выдвинута она физиком Джоном Уилером в 1938 году.[5]
В этой гипотезе, более общая версия которой называется «участным антропным принципом», реальность образована самоподдерживающейся петлей причинности: мир создает нас, а мы, в свою очередь, создаем мир. Это в чем-то похоже на арабский эпос «Тысячи и одной ночи», в котором на протяжении тысяч страниц Шехерезада рассказывает истории, а потом начинает рассказывать историю самой Шехерезады, и повествование начинается заново по второму кругу. Подобное утверждение (мы творим мир, и одновременно мир творит нас) может показаться слишком хорошим, чтобы быть правдой, тем не менее в поисках ответа на вопрос «Почему существует Нечто, а не Ничто?» мы должны расстаться с интуитивными представлениями о мире и месте человека в нем, ибо порой они оказываются неверными. Удивление, вызываемое в нас фактом существования Вселенной, может превратиться в восхищение, когда мы начнем понимать, что причиной ее существования являемся мы сами. Наше легкое беспокойство о хрупкости всего существующего и главенстве небытия может уступить место уверенности в том, что мир окажется гармоничным, ясным и интеллектуально надежным. Или же, напротив, нас объяст космический ужас, когда мы осознаем, что все, окружающее нас – всего лишь квантовый мыльный пузырь, появившейся в результате случайной флюктуации вакуума и могущий в любой момент лопнуть, без всякого на то предупреждения. Уступить ли наше нынешнее ощущение потенциального могущества человеческой мысли смиренному кантовскому принятию пределов разума? Ответ зависит от нас самих.
Список использованных источников.
Хайдеггер М. Введение в метафизику. «Высшая религиозно-философская школа», 1997. С. 1.
[1] Stephen Hawking and Leonard Mlodinow «The Grand Design»
[2] Хайдеггер М. Введение в метафизику. «Высшая религиозно-философская школа», 1997. С. 1.
[5] Teller, E.; Wheeler, J. A. «On the Rotation of the Atomic Nucleus».Physical Review. American Physical Society.53 (10): P. 778–78. 1938