Постоянство постоянных или «антропный принцип»

В окружающем нас мире «все течет, все изменяется». Это касается и громадных, порой трудно представимых космических тел и их систем. Подчиняются общей участи и микрочастицы, большинство которых распадается за ничтожные доли секунды. Следы изменения, рождения и смерти мы видим повсюду и в обычной земной обстановке, и в самих себе. Неумолимому бегу времени, казалось бы, подчиняется все сущее. Но это не так.

Физикам давно известны величины, именуемые физическими константами или постоянными. К ним, например, принадлежит гравитационная постоянная - коэффициент пропорциональности в общеизвестном законе всемирного тяготения. В 1795 г. английский физик Кавендиш в эксперименте определил её численное значение. От величины этой постоянной зависит взаимодействие всех космических тел и многое другое.

Существенное значение имеют и другие «мировые константы». К ним, в частности, относятся масса протона, заряд электрона, постоянная Планка и другие. Все их можно, кстати сказать, сделать безразмерными, о чем подробно рассказано в интересной книге И. Л. Розенталя «Элементарные частицы и структура Вселенной». В ней же рассказано, что подробнейший анализ роли мировых констант в последнее время привел к поразительному выводу: структура Вселенной весьма чувствительна к численным значениям этих постоянных. Стоит их изменить всего в несколько раз, и Вселенная изменится настолько, что существование человека (да и вообще жизни) станет невозможным. В некоторых случаях «чувствительность» Вселенной к изменению констант просто поразительна. Так, например, достаточно изменить так называемую константу сильного взаимодействия всего на несколько процентов, чтобы Вселенная состояла только из гелия, а более тяжелых элементов в ней попросту не было бы.

Таким образом, факты говорят о том, что Вселенная устроена удивительно удобно для человека. При несколько ином наборе констант наблюдатель не мог бы и возникнуть. В этом заключается так называемый «антропный принцип», впервые сформулированный четверть века назад.

Почему же Вселенная так «удобна» для человека? Вероятно, у читателя возник и другой вопрос: если Вселенная так чувствительна к численным значениям мировых констант, то не могут ли эти константы вдруг (или постепенно) измениться и Вселенная станет неприемлемой для жизни человека?

Были проведены самые тщательные исследования постоянства постоянных, и сегодня с полной определенностью можно утверждать: в пределах самой высокой точности измерений ни одна из мировых констант не обнаружила признаков каких-либо перемен. Они действительно оказались эталонами неизменности и постоянства в быстротекущей реке времен.

Было бы, конечно, по меньшей мере наивным предполагать, что природа «выбрала» мировые константы специально для нас. Гораздо естественнее думать, что возможны и иные «вселенные» с набором других констант, причем, быть может, большинство из этих «вселенных» не содержат «наблюдателей».

В современной науке все шире распространяется идея о множественности Вселенных. Конкретно это можно, например, представить так.

Большинство современных астрофизиков разделяют идею Фридмана - Эйнштейна о замкнутой и расширяющейся Вселенной. Она мыслится как некий аналог поверхности шара, аналог четырехмерный, так как замкнутая Вселенная - гиперсфера, то есть сфера в четвертом измерении. Нам, трехмерным существам, представить это себе невозможно, но понять, о чем идет речь, по аналогии с обычным шаром, каждый в состоянии. Так вот, ничто не мешает нам мыслить, что в четырехмерном пространстве существует множество не связанных между собой гиперсфер, каждая из которых (как и наша) с полным основанием может быть названа Вселенной. Иногда все эти гиперсферы называют Метагалактиками, а под Вселенной понимают вообще все существующее (так поступает, например, И. Л. Розенталь). Терминология тут пока не установилась, и вслед за другими авторами мы все сущее будем обозначать словом Мир.

Итак, Мир может быть набором множества гиперсфер с разными константами в бесконечном евклидовом четырехмерном пространстве. Неким подобием могло бы служить множество обычных пузырей на гладкой поверхности воды.

Вполне мыслимы и иные, более усложненные варианты множества «вселенных». В одной из них живем и мы, и называем эту Вселенную нашей. О том, есть ли другие населенные вселенные, и связаны ли они каким-либо образом с нашей, можно лишь гадать. Одно бесспорно - на авансцену современной астрономии в последние годы вышла проблема возникновения нашей Вселенной. Тем самым получила признание древняя идея множественности вселенных, и необъятный материальный мир предстал перед современным человечеством во всей своей неисчерпаемости. Но есть и определенные издержки бесконечности.

В тридцатых годах прошлого века большой популярностью пользовался у нас в стране журнал «Хочу все знать». В ту пору многим это желание казалось вполне исполнимым. Сейчас более уместен, вероятно, был бы журнал «Не хочу все знать».

В самом деле - громадный поток всевозможной информации обрушивается на современное человечество. Чтобы от нее был толк, информацию надо осмыслить, обработать и направить в русло практического использования. А это далеко не просто.

Одно время многие ученые думали (а некоторые разделяют эту точку зрения и теперь), что основные законы природы известны, главное о Мире мы знаем и остается уточнить детали.

Грандиозная картина множественности вселенных убеждает в обратном. Мир поистине неисчерпаем, и не только на уровне явлений, но и на уровне законов. По этой причине наука никогда не «окончится» и человечеству предстоит бесконечный путь познания неисчерпаемо сложной реальности.

Общеизвестно, что каждая решенная проблема рождает десяток новых. И это понятно - чем больше круг знания, тем длиннее его окружность, то есть граница соприкосновения с неизвестным. Поэтому отбор информации, подлежащей исследованию, уже сегодня является самой насущной необходимостью.

Давно уже существует нелепая ситуация, при которой ученые и инженеры предпочитают сами решать проблемы вместо того, чтобы в океане научной информации отыскивать, может быть, уже готовые её решения.

С другой стороны, в сегодняшнем мире ежегодно издаются миллионы статей и препринтов. В библиотеке им. В. И. Ленина есть множество книг, никогда не востребованных ни одним читателем. Подробно вся эта ситуация рассмотрена в прекрасной книге В. С. Барашенкова «Существуют ли границы науки?».

Ясно, что в ближайшее время, чтобы не захлебнуться в избытке знаний, надо изменить сам способ научного познания. Для этого, кроме широкого применения вычислительной техники, предлагается и ряд других мер. Вероятно, развитие цивилизации пойдет путем качественного самоизменения, а не чреватой бедами неограниченной экспансии «вширь».

Познание Мира никогда не прекратится. Еще 2500 лет назад древнегреческий философ Анаксагор утверждал, что целью жизни человека является теоретическое познание и происходящая отсюда свобода. Неисчерпаемости материального мира соответствует принципиальная возможность его познания человеком. И на этом пути можно преодолеть все «издержки бесконечности».