ЧЕЛОВЕК. С КАКОЙ ЦЕЛЬЮ?

Гинзбург Марк, проф., Соединённые Штаты Америки

С КАКОЙ ЦЕЛЬЮ?

"Самое непостижимое в мире - то,

что он все-таки постижим"

А.Эйнштейн

"...и наполнится Земля знанием Всевышнего"

Исайя 11:9)

Представление человека о своей исключительности было подорвано трудами Николая Коперника, показавшего, что вовсе не земля, и тем более не человек - центры мироздания.

В 1973 году, выступая в Кракове на Международном симпозиуме, посвященном 500-летию со дня рождения Коперника, известный астрофизик Брандон Картер особое внимание обратил на то, что наличие особой комбинации основных параметров нашего мира указывает, по меньшей мере, на нетипичность положения Человека во Вселенной. Сформулированный Картером "Сильный антропный принцип" гласил: "Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некоторой стадии эволюции допускалось существование наблюдателя". Это означало, что Вселенная заведомо приспособлена для существования жизни. Этот принцип устанавливал, что развитие Вселенной было направлено к главной цели - появлению Человека. Факт появления человека во Вселенной превращается из случайного, незначительного, в центральный, приоритетный.

На языке единой научной картины мира Сильный антропный принцип может быть переформулирован так: "Наша вселенная такова, что условия для появления человека оказались в ней запрограммированы с величайшей точностью". Т.е., причиной развития мира является конечная цель.

Ссылка на человека в космологической науке всегда казалась чем-то выходящим за границы принятых эталонов научности. Но иначе было невозможно объяснить, откуда эта невероятно точная "настройка" фундаментальных параметров мира, единственная, делающая возможным существование нашего мира. Невозможно объяснить вопиющее нарушение второго закона термодинамики. Этот закон всеобщего распада, неизбежного перехода от высших форм к низшим, к хаосу, к тепловой смерти Вселенной, явно опровергался существующим переходом от полного хаоса к высшим формам, вплоть до живой материи.

Выступлению Картера предшествовала долгая драматическая история, полная гениальных догадок и открытий, поисков доказательств, невероятных выводов, непримиримых мнений и неожиданного объединения противоположных взглядов на мир. Эту историю можно было бы представить в форме некоторого космического детектива. Например, такого.

Много лет назад взорвалась бомба невероятной силы. Ее осколки с чудовищной скоростью разлетелись на большие расстояния, сталкиваясь и сплетаясь в сложные комбинации. Причиной и обстоятельствами взрыва занялись следователи. Многое с трудом поддавалось осмыслению. Некоторые даже подвергли сомнению факт взрыва - мало ли какие причины породили разлетающиеся осколки! И хотя, как предполагалось, взрыв был в очень далекие времена, стали искать свидетелей.

Неоспоримого свидетеля нашли двое молодых людей, которые занимались совершено другой работой. Они выявили его почти случайно и были за это щедро вознаграждены. Наконец, вышли и на того, кому все это было выгодно.

Но остались вопросы: а что было в этой сверхбомбе, почему она вдруг взорвалось, чего еще можно ждать. И главное - кто стоит за всеми этими событиями и какая у него цель.

Когда же следователи зашли в тупик, они вспомнили о письменных показаниях, полученных много лет тому назад. И возникли новые версии...

В действительности все началось ровно сто лет назад, в 1915 году, когда Альбертом Эйнштейном была создана современная теория гравитации (общая теория относительности). Согласно этой теории, под воздействием массы и энергии тел пространство искривляется. Тогда же Эйнштейн опубликовал уравнения, описывающие фундаментальные свойства материи, пространства и времени. Эйнштейн полагал, что Вселенная как целое должна быть вечной и неизменной. Он считал, что некая антигравитация уравновешивает гравитацию во Вселенной и обеспечивает неподвижность распределения вещества, а значит и статичность самой Вселенной.

В 1922 петербургский математик А. Фридман нашел нестационарные решения гравитационного уравнения Эйнштейна. На основе строгих расчетов он показал, что Вселенная Эйнштейна не может быть стационарной, неизменной, и предсказал расширение Вселенной. Из модели Фридмана вытекало, что в далеком прошлом, 10 или 20 млрд лет назад, расстояние между соседними галактиками во Вселенной должно было равняться нулю. Получалось, что в самом начале вся материя Вселенной была сосредоточена в компактной области, из которой она и начала свой разлет, что в самом начале ее развития лежит взрывной процесс - "Большой взрыв".

Выводы Фридмана были настолько необычны, что Эйнштейн сначала не согласился с ним и заявил, что нашел в его выкладках ошибку. Однако после переписки с Фридманом Эйнштейн в мае 1923 года полностью признал его результаты и назвал их "проливающими новый свет" на космологическую проблему.

Тем временем теория Фридмана подтверждалась наблюдениями астрофизиков мира. Уже в 1929 г. Хьюмасон и Хаббл открыли, что галактики не просто разбегаются, но со все возрастающей скоростью. Возникла теория, утверждающая, что 13,7 миллиарда лет назад во Вселенной произошел мощный взрыв. Что все множество планет, звезд и галактик является его следствием. Что до взрыва существовала лишь точка, сгусток энергии в условиях настолько необычных, что к ним не применимы привычные представления о пространстве и времени.

В 1933 году из командировки не вернулся в Советский Союз самый молодой член-корреспондент Академии наук СССР, 29-летний Георгий Антонович Гамов (кстати, бывший ученик Фридмана). На Западе Гамов активно и успешно продолжал развивать свои исследования во многих областях науки, но самых больших успехов он добился в астрофизике и космологии. В 1948 г. он выдвинул совершенно неожиданную смелую гипотезу "горячей Вселенной", на базе которой им же была разработана теория возникновения Вселенной.

Из этой теории следовало, что должно существовать некое излучение, образовавшееся в момент Большого взрыва. Охлажденное до температуры 3 градуса по шкале Кельвина (3К), оно должно было сохраниться до нашего времени. В этом излучении, которое с легкой руки астрофизика И.С. Шкловского получило название реликтового, должен был отразиться облик Вселенной на заре ее жизни. Открыв и изучив свойства этого излучения, можно было бы глубже проникнуть в тайны мира, в тайны Большого Взрыва.

По сути дела Гамов указал на самого достоверного свидетеля. Если бы удалось экспериментально подтвердить существование этого излучения и равномерное его распределение по всей наблюдаемой вселенной, это означало бы неоспоримое подтверждение теории Большого взрыва. Однако в то время это излучение не было обнаружено, и теория Гамова рассматривалась только как одна из маловероятных гипотез.

Поиском реликтового излучения занялись выдающиеся ученые. В начале шестидесятых годов Роберт Дикке, возглавивший в Принстоне отдел исследования гравитации, еще раз предсказал существование реликтового излучения, забыв, по его собственным словам, об аналогичном предсказании Георгия Гамова. Но, в отличие от Гамова, Дикке решил поискать следы этого излучения. Совместно с Д. Вилкинсоном и Питером Роллом он приступил к созданию радиометра для проверки этого предсказания.

Однако их опередили Арно Пензиас и Роберт Вильсон. В 1965 г. они построили прибор, который намеревались использовать отнюдь не для поиска реликтового излучения, а для экспериментов в области радиоастрономии и спутниковых коммуникаций. При калибровке своего прибора они заметили, что уровень шума, регистрируемого их детектором, выше, чем должно быть. Помехи оказались настолько сильными, что их нельзя было связать с известными источниками. Этот шум не был направленным, приходящим с какой-то определенной стороны. Он был одинаков, куда бы ни направлять детектор. Шум был одинаковым и днем, и ночью, и вообще в течение года. Стало ясно, что источник излучения находится за пределами нашей Галактики.

К этому времени у Дикке в Принстоне практически уже была готова установка для поиска остаточного излучения. Говорят, что когда Дикке по звонку Пензиаса снял трубку и услышал о "неустранимой помехе" и ее странных особенностях - изотропности и низкой температуре, он повернулся к своим ученикам и сказал им: „Ребята, нас обскакали“. Он мгновенно понял,

что молодым радиоастрономам улыбнулась неслыханная удача: сами того не зная, не понимая и, в сущности, даже не ища, они совершили великое открытие века.

Так Пензиас и Вилсон за три года до смерти Гамова не только открыли космический фон излучения, но и измерили его температуру, и она оказалась равной именно 3 К, как и предсказали Гамов и другие учёные.

Пензиас и Вильсон, ничего не подозревая, дали удивительно точное подтверждение теории Гамова, переведя физику ранней Вселенной из разряда предположений в экспериментальную науку. За этот эксперимент Пензиас и Вильсон были удостоены Нобелевской премии 1978 г.

Реликтовое излучение обещало решение многих космологических проблем. Его изучение продолжалось, и новые открытия награждались новыми Нобелевскими премиями. Например, по теории Большого взрыва "вначале" Вселенная была совершенно однородной. Но как тогда могли образоваться те галактики, которые мы видим сегодня? Для этого должны были существовать пусть и чрезвычайно малые местные неоднородности. Естественно, их стали искать в дошедшем до нас реликтовом излучении, отражающем картину невероятно далекого прошлого. Расчеты показывали, что карта реликтового излучения должна иметь пятна более низкой температуры. Чтобы решить, существовали ли "зародыши галактик" уже в ранней (горячей) Вселенной, нужна была карта остаточного излучения с десятикратно более высоким разрешением чем существующая. И только приборы спутника СОВЕ (Cosmic Background Explorer), обладающие беспрецедентной точностью, обнаружили эти пятнав реликтовом фоне Вселенной. Два научных руководителя программы COBE Джордж Смут и Джон Мазер в 2006 году были удостоены Нобелевской премии по физике. А найденные следы галактических "зародышей" Джордж Смут назвал "морщинами времени" на "лице Бога".

Реликтовое излучение с одной стороны помогало ответить на возникающие вопросы, но с другой - порождало новые проблемы... 30 июня 2001 года был запущен космический аппарат НАСА - WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). С 2001 по 2009 год WMAP измерял температуру реликтового излучения, регистрируя отклонения в несколько миллионных долей градуса. В районе созвездия Эридана в Южном небесном полушарии он обнаружил более холодную область - огромную "дыру", лишенную какой бы то ни было материи. По размерам "дыра" значительно превосходит все открытые ранее подобные "объекты". Откуда взялось свободное пространство такого размера, современная модель эволюции Вселенной объяснить не может.

Привлекали внимание и другие противоречия между моделью расширяющейся Вселенной и сформулированными законами мироздания. Один из фундаментальных законов - закон всемирного тяготения - утверждает, что между любыми двумя предметами (вплоть до галактик) действуют силы взаимного притяжения. Соответственно разбегание галактик должно было замедляться. Но исследования показали, что эти разбегания ускоряются. Получается, что действует не притягивающая сила, а отталкивающая; что имеет место некая антигравитация.

Было установлено, что во Вселенной существует ранее неизвестная энергия. Её назвали "тёмной энергией". Она создает "всемирное антитяготение", приводит к появлению отталкивающих гравитационных сил, которое и проявляется в ускоренном расширении Вселенной.

Возможно, что и Большой взрыв начался с того, что силы антигравитации преодолели силы гравитации, сжимавшие "зародыш" Вселенной в единую точку, и "растолкали" его содержимое.

И новая лавина проблем. Почему же процесс, так бурно начавшийся, не дошел до четкого конца: либо под влиянием "расталкивающих" сил антигравитации все частицы должны были в конце концов разлететься, либо - в случае "победы" гравитации - сбиться в единую точку. Откуда же нынешнее равновесие между грандиозными космическими силами? Насколько оно прочно?

Основу относительной стабильности мира удалось объяснить, введя концепцию "Тонкой настройки Вселенной", согласно которой в основе Вселенной лежат не произвольные, а строго определённые реально измеренные значения фундаментальных констант, коэффициентов в нескольких уравнениях - "законах вселенной". В состав этих мировых констант обычно включают скорость света, гравитационную постоянную, постоянную Планка, заряд электрона и массы электрона и протона. Уникальная комбинация их значений и поддерживает это удивительное равновесие.

Чрезвычайно важно, что даже относительно малое изменение значений этих констант делает невозможным существования атомов, звёзд и галактик. К примеру: ныне вычисленное отношение массы протона к массе электрона составляет 1863. Если это соотношение было бы чуть больше или чуть меньше, это исключило бы возможность образования молекул. Именно эта "подгонка" (константы именно такие, какие они есть!) создает условия для существования не только сложных неорганических, органических и живых структур, но, в конечном счете, и человека. Такую чрезвычайно точную настройку нельзя рассматривать как простую случайность. Но и объяснить её , исходя из известных физических законов и существующих теорий развития Вселенной оказалось невозможным. Снова тупик!? Надо было рубить этот Гордиев узел!

В 1961 г. Роберт Дикке, известный своими работами в области астрофизики, атомной физики, космологии и гравитации, заявил об ошибочности поисков

физического объяснения этих особенностей Вселенной. Заявил, что гравитационная постоянная тонкой структуры в качестве мировой константы детерминирует эволюцию Вселенной в направлении, ведущем к возникновению человека.

И многие ученые, такие, как А.Эддингтон, П. Дирак, Дж. Барроу, Б. Картер и др., также пришли к выводу, что действительно имеется некий принцип, осуществляющий невероятно тонкую подстройку Вселенной. Только это не физический, а антропный (человеческий) принцип.

Короче, если совпадение констант есть, то человек возможен. И обратно: если есть человек, то совпадение констант необходимо. Отсюда следует: узкие рамки значений фундаментальных постоянных открывают возможность процессов нарастающей сложности и упорядоченности материи, что позволяет понять антропный принцип как фундаментальный закон развития Вселенной, ее движения от простого к сложному, ее восхождения к человеку.

Постепенно в сознании ученых утверждалась мысль, что наша Вселенная построена целесообразно, то есть с определенной целью обеспечения возможности существования в ней высокоорганизованных материальных систем, включая разумную жизнь. Оказалось, что во второй половине XX века телеология - теория, говорящая, что развитие систем помимо других причин определяется некой целью, - проникает именно в ту область, из которой она вроде бы была надежно изгнана - в физику и космологию.

В 1980 г. Иосиф Розенталь выдвинул постулат, который условно назвал принципом целесообразности. Его смысл заключался в том, что основные физические закономерности, наряду с численными значениями констант, являются не только достаточными, но и необходимыми для существования основных состояний (то есть ядер, атомов, звёзд и галактик). Т.е., именно указанная необходимость как цель привела к основным физическим закономерностям и значениям фундаментальных констант.

Многие выдающиеся физики пришли к мнению, что эту чрезвычайно точную настройку нельзя рассматривать как простую случайность, что в основе существующих закономерностей лежит (страшно сказать!) разумный замысел. Все чаще вместо выражения "возникновение Вселенной" стали употреблять - "творение Вселенной". Возникла непривычная для науки постановка вопроса: с какой целью?

Публичное выражение этого настроения прозвучало в 1990 г. на заседании Американского астрономического общества, где профессор Колумбийского университета Д. Мэзер доложил свою модель образования и развития Вселенной на базе "Большого взрыва". Его доклад вызвал такое воодушевление, что председателю заседания, всемирно известному астрофизику Джефри Бэрбиджу, ничего не оставалось, как заявить: "Похоже, уже нет сомнений, что аудитория - на стороне Книги Бытия, по крайней мере, первых стихов, получивших научное подтверждение".

Более определенно высказался лауреат Нобелевской премии П.Дирак: "Стало очевидно, что сотворение мира совершилось в некий определенный момент времени. Этот факт выявлен наукой только сегодня. Как же мог об этом знать более трех тысяч лет назад Автор Торы? Как Он мог знать, что "в начале" Земля не имела форму шара, а была "пуста, безвидна, бесформенна и хаотична", т.е. именно так, как выглядят сгустки плазмы?"

Дирак долгое время был неверующим. С годами его отношение к религии смягчилось, и он в 1961 г. даже стал членом Папской академии наук. То, что "Большой взрыв" действительно произошел и дал начало миру, сегодня, не подвергается сомнению. Однако научного объяснения этому нет. Физики говорят: "Момент сотворения мира лежит вне пределов известных в настоящее время законов физики... Момент сотворения мира по-прежнему не имеет объяснений". Другими словами, и сегодня, кроме "И сказал Бог...", нет другого объяснения началу образования Вселенной, а также тому, почему, как и что (или Кто) этот Взрыв инициировал.

Многие физики и астрономы приходят к убеждению, что Вселенная устроена сверхъестественно. Американский астроном Г. Гринштейн так выражает эту мысль: "Когда мы рассматриваем имеющиеся факты, настойчиво возникает мысль о том, что сюда вовлечен некий сверхъестественный Фактор. ... Возможно, неожиданно и непреднамеренно, мы наткнулись на научное доказательство существования Всевышнего Существа?".

Еще каких-нибудь 50 лет назад, приводя строки Торы: "И сказал Бог: да будет свет. И стал свет", ученые смеялись над идеей света без его источника - Солнца. А теперь удивляются осведомленности Торы, поскольку сегодня практически все астрофизики утверждают, что в первичной фазе Вселенная действительно состояла из "света" (электромагнитных излучений) и только потом образовалась материя.

Кстати, и в каббале также есть любопытные высказывания и о "свете", и о сотворении Вселенной. Например, утверждение, что след или остаток Божественного света сохраняется вечно. Или слова

великого каббалиста 16 века Ицхака Лурия о сотворении мира:

"...И сжался свет, и удалился, Оставив свободное, ничем не заполненное пространство.

И равномерным было сжатие света вокруг центральной точки, Так, что место пустое форму окружности приобрело, Поскольку таковым было сокращение света...

И вот, протянулся от бесконечного света луч прямой, Сверху вниз спустился, внутрь пространства пустого того.

Протянулся, спускаясь по лучу, свет бесконечный вниз, И в пространстве пустом том сотворил все совершенно миры..."

Итак, новая картина мира, возникшая в астрономической науке в 20-м веке, бросает серьезнейший вызов весьма распространившейся за последние четыре столетия гипотезе о случайном и бессмысленном возникновении жизни в общей картине Вселенной.

Справедливости ради вспомним и другие версии создания Вселенной, опирающиеся на различные интерпретации антропного принципа. Сам автор этого термина - Картер - в одной из поздних работ отметил, что ссылка в антропном принципе на человека необязательна и термин этот следует признать неудачным. Картер предлагает интерпретировать антропный принцип как принцип самоотбора, который фиксирует только выделенность нашей Вселенной из целого ансамбля миров. Т.е., допускается, что наша Вселенная является лишь частью огромного ансамбля вселенных, возникших при Большом взрыве, в большинстве из которых нет жизни. Что наш мир - это всего лишь особая, возможно, уникальная Вселенная, где превалирующие законы физики позволили зарождение жизни. Допускается, что при других наборах констант возникли бы другие Вселенные с соответствующими свойствами, но ни в одной из них не могла бы родиться живая материя.

Таким образом, возможные альтернативы интерпретации антропного принципа предполагают саморазвитие, самоорганизацию материи и эволюционизма. Заметим однако, что эти альтернативы являются метафизическими постулатами, которые ничуть не более доступны для научной проверки, чем учение о целенаправленном создании Вселенной Творцом. И, главное, что вероятность случайного появления необходимого тонко настроенного набора констант, "порождающих жизнь", ничтожно мала.

Наконец еще два вопроса.

Первый вопрос: Что же было до Большого Взрыва?

В принципе, зная только то, что произошло после Большого Взрыва (а мы знаем только это), мы не сможем узнать, что происходило до него. События, которые произошли прежде, не могут иметь никаких последствий, касающихся нас, и поэтому не должны фигурировать в научной модели Вселенной.

Второй вопрос: Что ждет нашу Вселенную?

Полагают, что многое будет определяться соотношением двух "сил": гравитации и антигравитации – темной энергии.

Если расталкивающая сила тёмной энергии продолжит неограниченно увеличиваться и превзойдёт все остальные силы, она разорвёт все гравитационно связанные структуры Вселенной, затем превзойдёт силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, разорвёт атомы, ядра и нуклоны и уничтожит Вселенную в "Большом разрыве".

Если тёмная энергия со временем рассеется или даже сменит отталкивающее действие на притягивающее, Гравитация возобладает и приведёт Вселенную к слипанию, к "Большому Хлопку".

Некоторые сценарии предполагают "циклическую модель" Вселенной – чередование "хлопков" и "разрывов". Большие взрывы сменяются Большими хлопками

Подведем итоги

Замыкается круг (или очередной виток) - снова Человек в центре Вселенной. Мировые законы и константы тонко подстраиваются, чтобы дать ему жизнь, чтобы он мог развиваться и глубоко познать мир. Практически остается лишь один шаг до подтверждения того, что вселенная была сотворена с единственной целью - создать и вырастить человека. И вот тогда во весь рост встанет главный вопрос бытия: "С какой же целью был сотворен человек?"

Сегодня сила человеческой мысли достигла поразительных высот. Невероятное проникновение ученых в сокровенные тайны мира, попытки осмысления того, что лежит за пределами возможности материального толкования. Согласие космологических открытий с рядом библейских откровений. В частности, возможно, и с пророчеством Исайи: "и наполнится земля знанием Всевышнего".

Марк Гинзбург в СССР руководил разработкой государственных информационных систем. Автор около 100 научных работ и изобретений, нескольких монографий. В США преподавал в колледжах математику и иудаизм. За циклы лекций в штатах Массачусетс и Нью- Джерси отмечен премией "Корона Торы". Автор книг "До, После, Над", "Берег моря суеты", "10 лет с правом переписки", "Этический иудаизм". Книги и статьи Марка Гинзбурга издавались в Америке, России и Германии. Живет в Бостоне.