Интеллектуально Самосогласованная Вселенная

[scholast]

Эта заметка написана по следам недавнего выступления на "Разумной Вере", фиксируя небольшую, но важную часть сказанного.

Click to view

СЛАБОСТЬ ТОНКОЙ НАСТРОЙКИ

С полвека тому назад физики начали обнаруживать некое особенное свойство законов природы, которое получило название тонкой настройки. Стало выясняться, что физические условия возникновения жизни во вселенной весьма чувствительны к численным значениям фундаментальных физических констант, таких как массы элементарных частиц, константы их взаимодействия, космологическая постоянная, энтропия ранней вселенной. В отдельных случаях, даже весьма небольшие вариации таких параметров закрывали всякую возможность возникновения необходимой коллекции атомов, делая вселенную подобной набору сталкивающихся бильярдных шаров. Здесь не место вдаваться в описания таких альтернативных вселенных; интересующихся я отсылаю к статье в википедии, или, если угодно, к энциклопедии тонкой настройки, The Anthropic Cosmological Principle, by J. Barrow and F. Tipler, или к более популярно написанной книге The Goldilocks Enigma, by P. Davies.  Возникает вопрос: каким образом тонкая настройка могла быть обеспечена? Какие здесь вообще могут быть ответы?

Теизм здесь видит, разумеется, замысел Создателя, и даже одно из доказательств Разумного Замысла, но есть ли другие разумные варианты ответа о тонкой настройке, разумные гипотезы о ее причине или резоне? Тут я должен согласиться с атеистическими оппонентами: таких гипотетических вариантов как минимум два.


Первый из них состоит в предположении о наличии пока неизвестных общих принципов, из которых будут следовать имеющиеся значения констант. Второй гипотетический вариант состоит в допущении существования достаточно обширного ансамбля вселенных, мультиверса, где индивидуальные вселенные имеют всевозможные физические константы. Жизнь будет возникать лишь в тех вселенных, где константы на нее настроены. Там, где они не настроены, некому о них спрашивать. Такое мультиверсное объяснение тонкой настройки носит название Слабого Антропного Принципа. Когда теисты сталкиваются с такими возражениями, они обычно указывают на то, что о будущей всеобъясняющей теории говорить безответственно, а также говорят о бездоказательности или монстрообразности мультиверса. И они вообще-то правы, но личным принципом автора этих строк является максимальный кредит оппоненту, адвокату дьявола, или, пользуясь шахматной терминологией, сильнейшей игры за черных. Мне интересно принимать всякую гипотезу оппонента, не противоречащую данным о мире и не уничтожающую сами основы рационального мышления, и потому я принимаю обе эти нетеистические гипотезы о тонкой настройке, и соглашаюсь со слабостью тонкой настройки как теистического аргумента.

Присмотримся, однако же, повнимательнее к этой тонкой настройке. Представим себе племя дикарей, обнаруживших на своем острове радиоприемник, каковых до тех пор они не видели. Приемник работал и передавал увлекательные мелодии. Обнаружив ручку настройки, любознательные люди стали ее крутить, и заключили, что лишь при исходном ее положении слышна музыка, а иначе - лишь шум. Это замечательное наблюдение породило вопрос: кто или что установило ручку в столь особенное положение? Появились разные версии, обсуждаемые десятилетие за десятилетием. У развернувшейся дискуссии был странный недостаток: никто не догадался спросить, откуда на острове вообще взялась вся эта штука, музыку издающая, то есть радиоприемник.

ХАРАКТЕР ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ

История о дикарях выдумана как аналогия полувекового обсуждения тонкой настройки физических констант, где спорящие, как правило, оставляют за кадром ту сущность, которой константы принадлежат - законы нашей вселенной. Законы эти, однако же, весьма и весьма особенны. Перечислим здесь их важнейшие свойства.

Во-первых, законы выражаются математически простыми формулами - достаточно простыми, чтобы их можно было открыть. Вспомните, например, первый из открытых человечеством универсальных законов, закон всемирного тяготения - куда уж, казалось бы, проще? И однако же, при этой простоте, история физики наводит на мысль, что всякое открытие совершалось на пределе человеческих возможностей, в высшей степени одаренными людьми. Формулы законов просты лишь настолько, чтобы открытия были возможны - но не более того.

Во-вторых, законы подчинены разного рода математическим симметриям; у них есть важные инварианты и интегралы движения. Например, выражение для силы гравитационного притяжения, как и для электростатического, оставляет инвариантом поток силы. Именно поэтому обратная пропорциональность квадрату расстояния и предлагалась еще до Ньютона, и даже не одним автором. Заслугой Ньютона была не сама формула закона, а демонстрация того, что из нее следуют законы Кеплера для планетарных орбит, что потребовало от него развития новой математики, исчисления бесконечно малых. Подобные симметрии законов, как бы напрашивающиеся на гипотезу для одаренного ума, играли неоценимую роль в физических открытиях.

В-третьих, законы нередко допускают простые решения, вроде тех же эллипсов орбит, о которых сумел догадаться Кеплер, знакомый с трудом Аполлония Пергского о конических сечениях, эллипсе гиперболе и параболе. Никаких иных математически исследованных кривых, кроме конических сечений, Кеплер не знал: будь орбита не эллиптичной, ее загадка осталась бы не раскрытой.

В-четвертых, законы космически-универсальны: на том дальнем краю вселенной, до которого досягают сильнейшие телескопы, законы совершенно те же, что на наших огородах.

В-пятых, математические формулы фундаментальных законов исключительно точны, иногда подтверждаясь данными прецизионных экспериментов с точностью лучшей, чем десяток десятичных знаков. Такова точность общей теории относительности и квантовой электродинамики.

В-шестых, законы асимптотично-истинны. Всякий раз, когда физика обнаруживает, что хорошо известные законы нарушаются в новых условиях, то открываемые ею новые законы имеют своим математическим пределом законы старые. Если новые законы истинны, то истинны и их математические пределы или асимптоты. Таким образом, более глубокое постижение вселенной приводит отнюдь не к обнаружению ложности старых законов, как иногда пишут философы,  а к уточнению их области применимости, раскрывая их асимптотическую истинность.

И, наконец, в-седьмых, фундаментальные физические законы таковы, что открывают возможность жизни, ее появлению и эволюции вплоть до высших форм, совместимых с мышлением, развивающимся до открытия рациональности вообще и математических доказательств в частности. Принимая установившийся термин, назовем это свойство законов антропностью. Это свойство требует возможности существования во вселенной точно репродуцирующихся сложных текстов, устойчиво транслируемой биологической информации. А для этого, в свою очередь, нужны физические буквы, добрая половина атомов системы Менделеева, из которых эти тексты и их обработчики и состоят. Здесь требуется достаточное разнообразие и жесткость атомов, а также их способность связываться в длинные, достаточно устойчивые, сшиваемые и расшиваемые структуры, апериодические кристаллы, по выражению Шредингера. Здесь, и только в этом пункте, и помещается требование не только особой структуры законов, но и тонкой настройки их численных параметров, физических констант.

Суммируя указанные свойства законов, мы можем сказать, что они математически элегантны (просты, симметричны, богаты решениями, асимптотически сопряжены), универсальны, точны и антропны. Все эти свойства вместе делают законы познаваемыми теми самыми живыми разумными существами, чье появление этими же законами и поддержано. Вселенная интеллектуально самосогласована.  Законы нашей вселенной открываемы - это свойство гораздо сильнее совместимости с простейшей жизнью, что обычно понимается под 'антропностью'. Интеллектуально самосогласованная вселенная, чьи законы подчинены принципу познаваемости, может быть названа пифагорейской, в честь великого мудреца, с которого начинается математика и математическая физика.

В завершение этого беглого обзора характера физических законов, укажем на поистине космический размах человеческого познания вселенной, уже состоявшийся размах, уже являющийся фактом. Это познание захватывает невообразимый интервал параметров, от сверхбольших до сверхмалых, от размера видимой вселенной, примерно десять в двадцать шестой степени метров, до масштабов недавно открытых элементарных частиц, примерно десять в минус девятнадцатой метра. Поделив размер самого большого объекта современной физики на размер самого малого, мы получаем безразмерный параметр, характеризующий размах человеческого познания космоса на сегодня: эта величина выражается единицей с сорока пятью нулями. Не думаю, что есть хоть одно важное для человека число, имеющее прямое отношение к его духу, к его истории, которое было бы сравнимо с этим по величине и значимости. Десять в сорок пятой степени - таков космический масштаб человека на сегодня.

ТЕИСТИЧЕСКИЙ АРГУМЕНТ

Теперь, уяснив свойства не только ручек настройки законов, но и их структуры, мы можем более осмысленно задать вопрос о возможной причине не только тонкой настройки констант, но всего пифагорейского характера физических законов, интеллектуальной самосогласованности вселенной. Вопрос о возможной причине тонкой настройки плох: он берет из всего характера физических законов лишь один аспект, игнорируя другие аспекты, и спрашивает - почему так? В удивлении перед миром, мы находимся в положении Холмса и Ватсона, пытающихся найти ответ, откуда все это взялось. Систематической ошибкой доктора Ватсона было упущение важной части данных, из чего выходили ложные гипотезы, на что и обращал внимание своего друга Шерлок Холмс. Вопрос о тонкой настройке констант, взятый в отрыве от данных о характере физических законов, от их  интеллектуальной самосогласованности есть типичная ошибка Ватсона. Когда теистические философы следуют этой слабой линии, они получают отвод со стороны оппонентов, и даже не один, как было показано выше. Аргумент тонкой настройки оказывается малоубедителен, он находит контр-аргументы.

Спросим теперь не о тонкой настройке законов, а об интеллектуальной самосогласованности вселенной: что может быть причиной этого? Почему вселенная может обладать этим удивительным, весьма неожиданным качеством? Первое, что мы увидим, это то, что ни одно из нетеистических объяснений тонкой настройки здесь не годится. Никакой закон в принципе не может объяснять самосогласованности законов по той простой причине, что тут же встанет вопрос о самом этом объясняющем законе, в силу чего он-то действен для нашей вселенной? Проблема останется той же, что и была. Никакой мультиверс также не может объяснять пифагорейского характера нашей вселенной, логика Слабого Антропного Принципа тут не работает. Пифагорейность, интеллектуальная самосогласованность, в отличие от антропности, не фильтруется возможностью наблюдения. Да, если во вселенной нет жизни, то и некому спрашивать о ее законах; вопросы возможны лишь для обитателей антропных вселенных. Но пифагорейность не может объясняться таким образом: в непифагорейской вселенной вопросы о ее происхождении могли бы быть столь же возможны, как и в пифагорейской; здесь нет фильтра наблюдателя.  Недавно я рассматривал все известные ответы на этот метафизический вопрос, и попытался показать, что ни один из них не выдерживает рациональной критики, кроме одного: Разумного Замысла. Замечательная формулировка этого ответа принадлежит одному из авторов квантовой электродинамики, темплтоновскому лауреату Фримену Дайсону (1923-2020):

В качестве рабочей гипотезы к объяснению загадки нашего существования я предлагаю, что наша Вселенная является наиболее интересной из всех возможных вселенных и что наша судьба как человеческих существ - делать ее именно таковой. (Бесконечное во всех направлениях, 1988)

Дайсон также дает понять, что это ответ и на проблему зла: максимально интересная вселенная не может не быть трагичной. Думаю, он прав, но то уже другая тема.