Vnutri Matricy
Martin Ris
(Martin Rees "In The Marix")
Perevod Karpova S.
|
Vse eti idei pro Mul'timir vedut k zamechatel'nomu sintezu kosmologii i fiziki... No, pomimo etogo, iz nih mozhet sledovat' ne vpolne obychnoe zaklyuchenie o tom, chto my mozhem i ne byt' samoi glubokoi real'nost'yu, a vsego lish' ee simulyaciei. Vozmozhnost' togo, chto my yavlyaetsya porozhdeniyami nekotoroi vysshei ili sverh'estestvennoi sily, stiraet gran' mezhdu fizikoi i idealisticheskoi filosofiei, mezhdu estestvennym i sverh'estestvennym, mezhdu svyaz'yu razuma i Mul'timira i vozmozhnost'yu togo, chto my na samom dele nahodimsya vnutri Matricy. |
Seichas nastalo po-nastoyashemu horoshee vremya dlya kosmologov, potomu chto za poslednie neskol'ko let proyasnilis' nekotorye iz voprosov, volnovavshih nas na protyazhenii desyatiletii. K primeru, teper' my znaem, iz kakih sostavnyh chastei sdelana vselennaya - eto 4 procenta atomov, primerno 25 - temnoi materii i 71 procent zagadochnoi temnoi energii, skrytoi v pustom prostranstve, i eto otvechaet na vopros, kotoryi ya zadaval sebe na protyazhenii 35 let zanyatii kosmologiei.
Krome togo, my znaem «formu» prostranstva. Vselennaya yavlyaetsya «ploskoi» v tom smysle, chto summa uglov naskol'ko ugodno bol'shogo treugol'nika budet ravna 180 gradusov. My ne mogli s uverennost'yu utverzhdat' eto eshe dva goda nazad, a eto znachit, chto proiden eshe odin etap razvitiya kosmologii.
No, kak i v lyuboi drugoi nauke, uvelichenie znaniya privodit k poyavleniyu novyh voprosov. I teper' pered nami stoyat dve dostatochno razlichnyh gruppy voprosov. Odna iz nih svyazana v pervuyu ochered' s tem, chto my vidim vokrug - my pytaemsya ponyat', kak imenno za proshedshie s momenta Bol'shogo Vzryva 14 milliardov let vselennaya evolyucionirovala do togo bezmerno slozhnogo sostoyaniya, kotoroe okruzhaet nas teper', sostoyaniya, v kotorom est' zvezdy i galaktiki, vokrug nekotoryh zvezd est' planety, a po krainei mere na odnoi iz nih idut biologicheskie processy, «sobirayushie» iz otdel'nyh atomov nas s vami. Eto beskonechnyi process poiska otvetov, kak imenno iz prostoty voznikaet slozhnost', process, trebuyushii vse bolee kompleksnogo komp'yuternogo modelirovaniya i vse bol'shih dannyh so vse bolee chuvstvitel'nyh teleskopov.
Drugaya gruppa voprosov vklyuchaet v sebya sleduyushie:
- Pochemu vselennaya rasshiryaetsya imenno tak?
- Pochemu ona sostoit iz dostatochno proizvol'noi smesi elementov?
- Pochemu ona upravlyaetsya imenno takim naborom fundamental'nyh zakonov?
Eto - imenno te voprosy, otvety na kotorye otkryvayut sovershenno udivitel'nye gorizonty. Soglasno tradicionnym predstavleniyam, zakony prirody dostatochno unikal'ny; oni opredeleny zaranee i sushestvuyut v nekotorom platonovskom smysle nezavisimo ot vselennoi, kotoraya kakim-to obrazom rozhdaetsya i v dal'neishem sleduet etim zakonam.
Menya dolgoe vremya volnoval vopros, pochemu zakony prirody ustroeny tak, chto dopuskayut obrazovanie slozhnyh struktur. Eto deistvitel'no zagadka, potomu chto legko predstavit' sebe zakony prirody, ne slishkom sil'no otlichayushiesya ot nashih, no iz kotoryh budet sledovat' dostatochno skuchnaya vselennaya - zakony vselennoi, v kotoroi est' temnaya materiya, no net atomov, ili vselennoi, gde est' atomy vodoroda, no net bolee slozhnyh, i, sledovatel'no, net himii, ili vselennoi, v kotoroi net gravitacii, ili naoborot, gravitaciya nastol'ko sil'na, chto razrushaet vse, ili vselennoi, kollapsiruyushei nastol'ko bystro, chto ne ostaetsya vremeni dlya evolyucii.
Mne vsegda kazalos' zagadochnym, pochemu vselennaya nastol'ko «prigodna dlya zhizni» - pochemu zakony prirody dopuskayut takoi uroven' slozhnosti. Mozhno provesti analogiyu s matematikoi - posmotrite na mnozhestvo Mandel'brota; ono opisyvaetsya ochen' prostoi formuloi, prostym receptom, kotoryi legko zapisat' i kotoryi opisyvaet etu porazitel'no slozhnuyu mnogourovnevuyu strukturu. V to zhe vremya mozhno zapisat' dostatochno pohozhie recepty, shozhie algoritmy, kotorye budut opisyvat' ochen' skuchnye struktury. Chto mne vsegda kazalos' zagadochnym, tak eto to, pochemu pravila, ili kod, opisyvayushie nash mir, imeyut nastol'ko raznoobraznye sledstviya, tochno tak zhe, kak i mnozhestvo Mandel'brota, vmesto togo, chtoby opisyvat' chto-libo gorazdo bolee skuchnoe, gde bylo by nevozmozhno nashe sushestvovanie.
V techenie primerno 20 let ya podozreval, chto otvet na etot vopros, vozmozhno, v tom, chto nasha vselennaya ne edinstvenna, i, sledovatel'no, ee zakony ne. unikal'ny, bylo mnozhestvo Bol'shih Vzryvov, vselennye rasshiryalis' po-raznomu, sleduya razlichnym zakonam, a my prosto nahodimsya v takoi, v kotoroi zakony «pravil'ny». Eto pohozhe na to, kakim obrazom menyalos' nashe predstavlenie o planetah i planetnyh sistemah.
Lyudi mogli by zadat'sya voprosom, pochemu Zemlya nahoditsya na dostatochno specifichnoi orbite vokrug dostatochno specifichnoi zvezdy, kotoraya privodit k vozmozhnosti sushestvovaniya vody i evolyucii zhizni. Eto bylo by ochen' pohozhe na tonkuyu podstroiku parametrov, esli by my ne znali o sushestvovanii millionov zvezd, okruzhennyh planetami - sredi takogo bol'shogo ih chisla obyazatel'no naidetsya takaya, na kotoroi budet vozmozhna zhizn'. My prosto zhivem na odnoi iz planet etogo ochen' nebol'shogo podmnozhestva. Potomu v takoi tonkoi podstroike parametrov net nichego zagadochnogo.
Poetomu ochen' privlekatel'na ideya, chto nash Bol'shoi Vzryv byl prosto odnim iz mnogih - tochno tak zhe, kak nashei Zemle povezlo imet' podhodyashie usloviya dlya zhizni sredi vseh ostal'nyh planet, tak i nasha vselennaya i nash Bol'shoi Vzryv prosto te iz ih mnozhestva, kotorym povezlo imet' podhodyashie dlya zhizni usloviya i v kotoryh vozmozhno sushestvovanie slozhnyh struktur. V nachale eto bylo lish' predpolozheniem, vyzvannym zhelaniem ob'yasnit' nablyudaemuyu tonkuyu podstroiku nashei vselennoi, i, vozmozhno, putem otvergnut' tak nazyvaemyi argument «bozhestvennogo zamysla», utverzhdayushii, chto imenno eti zakony vybrany ne prosto tak.
Odnako za poslednie neskol'ko let, a tochnee - za poslednii god osnovaniya etoi tak nazyvaemoi idei Mul'timira zametno ukrepilis', i, bolee togo, eta ideya priobrela gorazdo bol'shee vliyanie, chem my mogli predpolagat' neskol'ko let nazad. Ukreplenie bazisa idei svyazano s tem, chto nedavnie rezul'taty v nailuchshei na segodnyashnii moment teorii - teorii superstrun - navodyat na mysl', chto chto na samom dele vselennyh, i, sootvetstvenno, zakonov prirody dolzhno byt' mnogo.
Vnachale predpolagalos', chto dolzhno byt' lish' odno unikal'noe reshenie, lish' odna vozmozhnaya trehmernaya vselennaya s odnim vozmozhnym vakuumnym sostoyaniem i naborom zakonov. Odnako teper', po mneniyu specialistov, kazhetsya, chto vseh etih veshei mozhet byt' mnogo. Tak, Lenni Sasskind (Lenny Susskind) utverzhdaet, chto chislo vozmozhnyh tipov vselennyh mozhet byt' bol'she, chem atomov v nashem mire. Sistema vselennyh mozhet byt' dazhe bolee slozhnoi, chem biosfera nashei planety. Eto v samom dele snogsshibatel'naya koncepciya, osobenno esli vspomnit', chto kazhdaya etih vselennyh mozhet byt' beskonechnoi.
Na pervyi vzglyad mozhet pokazat'sya strannoi ideya beskonechnogo chisla veshei, kazhdaya iz kotoryh sama po sebe beskonechno velika, odnako dostatochno vspomnit' voshodyashuyu eshe k Kantoru (XIX vek) matematicheskuyu teoriyu transfinitnyh chisel, kotoraya operiruet dostatochno pohozhimi ponyatiyami. Bolee togo, eta ierarhiya beskonechnostei mozhet prodolzhat'sya i dalee - vdobavok k beskonechnosti vselennoi i chisla vozmozhnyh zakonov prirody, mozhno rassmotret' i tak nazyvaemuyu mnogomirovuyu interpretaciyu kvantovoi mehaniki.
Kazhdaya «klassicheskaya» vselennaya pri etom zamenyaetsya beskonechnym chislom nakladyvayushihsya vselennyh, takih, chto v akte kvantovogo vybora mirovaya liniya rassheplyaetsya v etih dobavochnyh vselennyh. Eto chrezvychaino zaputannaya konstrukciya yavlyaetsya sledstviem vse eshe umozritel'nyh, no stanovyashihsya vse bolee obosnovannymi idei. Rassmotrenie vsego etogo s pomosh'yu novoi matematiki i novoi kosmologii budet odnim iz naibolee volnuyushih rubezhei fiziki 21-go stoletiya.
To, chto by obychno nazyvaem «nashei vselennoi» - lish' malaya chast' chego-to beskonechnogo, potomu mozhet sushestvovat' mnozhestvo nashih kopii (v nashem prostranstvenno-vremennom domene, hotya i daleko za predelami gorizonta, dostupnogo dlya nashih nablyudenii), no dazhe eta beskonechnaya vselennaya - vsego lish' odin element beskonechnogo ansamblya razlichnyh vselennyh. Primerno takuyu kartinu risuyut kosmologiya i nekotorye varianty strunnoi teorii. To, chto my obychno nazyvaem zakonami prirody - ne universal'nye zakony, oni takovy tol'ko vblizi nashei mirovoi linii, ne bolee, v to vremya kak vo vsem ostal'nom ansamble rabotayut sovershenno drugie zakony.
Ne tak davno mne prishla v golovu odna vesh', kotoraya privela menya v zameshatel'stvo. Kak tol'ko my prinimaem vse eti idei, voznikaet ochen' mnogo voprosov o prirode fizicheskoi real'nosti. Eto svyazano s tem, chto dazhe v nashei vselennoi, a takzhe, ochevidno, v nekotoryh drugih, zhizn' mozhet imet' potencial dlya razvitiya daleko za predely dostignutogo nami na nastoyashii moment urovnya. Vozmozhno, my - eshe ne samaya vysshaya stupen' evolyucii na Zemle; Zemlya budet sushestvovat' eshe stol'ko zhe vremeni, skol'ko potrebovalos' dlya razvitiya ot odnokletochnyh organizmov do nas s vami, i potomu zhizn' na postchelovecheskoi stadii mozhet rasprostranit'sya daleko za predely Zemli. A v drugih vselennyh potencial dlya razvitiya zhizni i slozhnosti mozhet byt' eshe bol'shim.
V nashe vremya zhizn' i slozhnost' oznachayut sposobnost' obrabatyvat' informaciyu; naibolee slozhnoi iz vozmozhnyh sistem vpolne mozhet byt' ne organicheskaya zhizn', a chto-nibud' vrode giperkomp'yutera. No kak tol'ko my dopustim, chto v nashei, ili drugih vselennyh mozhet poyavit'sya struktura ogromnoi slozhnosti, namnogo slozhnee chelovecheskogo mozga i komp'yuterov, kotorye my mozhem sebe predstavit', byt' mozhet, dazhe na predele, kotoryi obsuzhdal dlya komp'yuterov Set Lloid (Seth Lloyd) - to srazu prihodim k ochen' neobychnomu zaklyucheniyu. Takoi super ili dazhe giperkomp'yuter mog by modelirovat' ne prosto maluyu chast' real'nosti, a znachitel'nuyu dolyu vsei vselennoi.
A zatem, estestvenno, voznikaet vopros: esli chislo etih simulyacii znachitel'no prevoshodit chislo sobstvenno vselennyh, ne mozhem li my okazat'sya v odnoi iz nih? Mozhem li my sami ne byt' chast'yu togo, chto my nazyvaem fizicheskoi real'nost'yu? Mozhem li my okazat'sya lish' ideyami nekogo vysshego razuma, sozdavshego etu simulyaciyu? Deistvitel'no, esli simulyacii bol'she, chem vselennyh (a eto tak, esli kazhdaya vselennaya soderzhit mnozhestvo zanimayushihsya modelirovaniem komp'yuterov), to my s bol'shei veroyatnost'yu okazyvaemsya imenno «iskusstvennoi zhizn'yu» v etom ponimanii. Eta koncepciya otkryvaet novuyu vozmozhnost' «virtual'nyh puteshestvii vo vremeni» - dostatochno razvitye sushestva mogut zanovo prokruchivat' svoe proshloe. Eto ne petlya vremeni v tradicionnom smysle, a vossozdanie, rekonstrukciya proshlogo, pozvolyayushaya dostatochno razvitym sushestvam izuchat' sobstvennoe proshloe.
Vse eti idei, svyazannye s Mul'timirom, vedut k zamechatel'nomu sintezu kosmologii i fiziki, podtverzhdaya idei, kotorye brodili v umah nekotoryh iz nas desyat' ili dazhe dvadcat' let nazad. No, krome togo, oni takzhe privodyat k ne vpolne obychnomu zaklyucheniyu, chto my mozhem i ne byt' naibolee glubokim sloem real'nosti, a okazat'sya vsego lish' ee simulyaciei. Vozmozhnost' togo, chto my yavlyaetsya porozhdeniyami nekotoroi vysshei ili sverh'estestvennoi sily, stiraet gran' mezhdu fizikoi i idealisticheskoi filosofiei, mezhdu estestvennym i sverh'estestvennym, mezhdu svyaz'yu razuma i Mul'timira i vozmozhnost'yu togo, chto my na samom dele nahodimsya vnutri Matricy. Kak tol'ko my prinimaem ideyu Mul'timira, a takzhe soglashaemsya s tem, chto nekotorye vselennye potencial'no mogut porozhdat' predel'no slozhnye struktury, otkuda sleduet, chto v nekotoryh iz nih vpolne mogut zanyat'sya modelirovaniem nekotoryh oblastei etoi vselennoi, my prihodim k zamknutomu krugu - my uzhe ne mozhem skazat', gde konchaetsya real'nost' i nachinayutsya porozhdeniya ch'ego-to razuma, my uzhe ne mozhem s tochnost'yu ukazat' nashe mesto v polnom ansamble real'nyh i smodelirovannyh vselennyh.
Rassmotrenie takogo Mul'timira menyaet nash vzglyad na samih sebya i na nashe mesto v mire. Tradicionnaya religiya slishkom zashorena i ne otrazhaet vseh slozhnostei razuma i mira; vse, chto ona daet - nepolnuyu i metaforicheskuyu kartinu etoi ochen' slozhnoi real'nosti. Principial'naya raznica mezhdu razumom i materiei - eto to, chto my sovershenno eshe ne ponimaem; nekotorye razumy vpolne mogut razvit'sya do urovnya, kogda smogut sozdavat' drugih nositelei razuma, chto sovershenno sotret raznicu mezhdu estestvennym i sverh'estestvennym.
Moi vzaimootnosheniya s religiei imeyut dve storony. Pervaya - to, chto ya praktikuyu religiyu; ya uchastvuyu v obryadah i vysoko cenyu ih. Odnako, ya skepticheski otnoshus' k cennosti vozmozhnogo dialoga. Religiya i nauka ne protivorechat drug drugu (ne schitaya, konechno, naivnogo kreacionizma i tak dalee), prosto ya, v otlichie ot mnogih chlenov Fonda Templtona, ne schitayu, chto istiny teologii mogut pomoch' mne v moei nauchnoi rabote. Mne ochen' nravitsya besedovat' s filosofami (a takzhe s nekotorym teologami) ob ih rabote, no ya ne veryu, chto oni sposobny pomoch' moim issledovaniyam. Imenno poetomu ya priverzhenec mirnogo sosushestvovaniya, a ne dialoga nauki i teologii.
Ya sil'no ozabochen ugrozami i vozmozhnostyami, kotorye obeshaet nauka 21-go veka, i tem, kak na nih mozhno reagirovat'. Nauka neset s soboi opredelennuyu opasnost', ot kotoroi ne tak prosto zashitit'sya i s kotoroi my dolzhny smirit'sya kak s obratnoi storonoi nauchnogo progressa i ego ogromnogo i vseob'emlyushego vliyaniya na obshestvo. Mne kazhetsya, chto sushestvuet pyatidesyatiprocentnaya veroyatnost' togo, chto civilizaciya stolknetsya s ochen' ser'eznymi trudnostyami do konca veka. Vy mozhete skazat', chto eto slishkom pessimistichno, no ya tak ne schitayu - dazhe esli rassmotret' lish' vozmozhnost' yadernoi voiny, eto budet vpolne obosnovannoi ocenkoi.
V eru holodnoi voiny my izbegli vzaimnogo unichtozheniya, no vo vremya sluchivshegosya 40 let nazad karibskogo krizisa, kak vidno iz memuarov, sud'by mira deistvitel'no viseli na voloske, i izbezhat' katastrofy pomogli lish' otvetstvennost' i zdravyi smysl Kennedi i Hrusheva i ih sovetnikov. To zhe otnositsya i pare drugih kriticheskih situacii toi epohi. Vse eto moglo deistvitel'no zakonchit'sya katastrofoi. Yadernye arsenaly sverhderzhav ekvivalentny moshnoi aviabombe na kazhdogo zhitelya SShA i Evropy. Esli by oni byli pusheny v hod, vse bylo by polnost'yu unichtozheno.
Ugroza znachitel'no snizilas' s koncom holodnoi voiny, no, govorya o gryadushem stoletii, my ne mozhem schitat', chto sovremennyi rasklad politicheskih sil budet sohranyat'sya dostatochno dolgo. V proshlom veke voznik i raspalsya Sovetskii Soyuz, bylo dve mirovyh voiny. V techenie sleduyushih sta let, tak kak izobretenie yadernogo oruzhiya nel'zya otmenit', s bol'shoi veroyatnost'yu sluchitsya chto-to nastol'ko zhe strashnoe, kak holodnaya voina, vozmozhno, dazhe s bol'shim chislom uchastnikov, i potomu eto chto-to budet eshe menee ustoichivo. Esli dazhe my budem imet' v vidu tol'ko yadernuyu ugrozu, s veroyatnost'yu do 50 procentov pered civilizaciei vstanet katastroficheskaya pregrada.
Pomimo etogo, teper' poyavilis' i inye ugrozy. Ne tol'ko tehnicheskie izmeneniya v etom stoletii budut bolee bystrymi, chem ranee, eto zatronet i drugie sfery. Do sih por odnim iz neizmennyh svoistv na protyazhenii vsei chelovecheskoi istorii ostavalis' chelovecheskaya priroda i ego fizicheskie dannye; lyudi sami po sebe ne menyalis', menyalis' lish' nashe okruzhenie i tehnologii. V etom stoletii, pohozhe, chelovek izmenitsya za schet gennoi inzhenerii, razvitiya lekarstvennyh sredstv, vozmozhno, dazhe za schet vzhivleniya chego-nibud' v mozg dlya uvelicheniya ego sposobnostei. Mnogoe iz togo, chto teper' kazhetsya nauchnoi fantastikoi, cherez sto let mozhet stat' nauchnym faktom. Fundamental'nye izmeneniya vrode etih, a takzhe stremitel'noe razvitie biotehnologii, vozmozhno - nanotehnologii, vozmozhno - iskusstvennogo intellekta, otkryvayut zahvatyvayushie perspektivy, no takzhe i mnozhestvo variantov razrusheniya obshestva ili dazhe vseobshego unichtozheniya.
My dolzhny byt' ochen' ostorozhnymi, esli hotim perezhit' eto bystroe razvitie bez ser'eznyh problem. V samoe blizhaishee vremya naibol'shuyu ugrozu budet predstavlyat' razvitie biotehnologii i gennoi inzhenerii. Proshlogodnii oficial'nyi doklad Nacional'noi Akademii Nauk SShA otmechaet, chto dostatochno bol'shoe chislo lyudei mogut poluchit' vozmozhnost' modificirovat' virusy tak, chto sushestvuyushie vakciny budut neeffektivny protiv nih, chto mozhet privesti k epidemiyam.
Pugaet to, chto dlya etogo vovse neobyazatel'na ogromnaya terroristicheskaya ili prestupnaya organizaciya, dostatochno lish' odnogo cheloveka s nedobrym skladom uma. Takie lyudi mogli by modificirovat' virusy tochno tak zhe, kak hakery izmenyayut komp'yuternye programmy. Esli nachnetsya epidemiya, ona, vozmozhno, i ostanetsya v ramkah odnoi strany tipa SShA, odnako, kak pokazyvaet sluchai atipichnoi pnevmonii, ona mozhet i ochen' bystro rasprostranyat'sya po miru; epidemii naibolee opasny dlya ogromnyh megapolisov tret'ego mira - oni mogut vyzvat' ih polnoe vymiranie. Ya zaklyuchil pari, chto cherez 20 let edinstvennaya biologicheskaya ataka (ili dazhe neprednamerennaya oshibka) sposobna budet privesti k millionnym zhertvam. Eto - dostatochno obosnovannoe opasenie, dlya etogo edinstvennomu zlodeyu dostatochno vypustit' virus v stranah tret'ego mira; udruchayushii rezul'tat razvitiya tehnologii, kotorye, kak my znaem, skoro stanut real'nost'yu. I etu sferu ochen' slozhno kontrolirovat' - trebuemoe dlya etih rabot oborudovanie neveliko. Krome togo, podobnye tehnologii imeyut mnozhestvo mirnyh primenenii, i ih razvitie nel'zya ostanovit' bez polnoi ostanovki razrabotki, k primeru, novyh lekarstv.
Legko mozhno sebe predstavit', chem konchitsya dazhe odin podobnyi sluchai v SShA. Esli hotya by odna podobnaya epidemiya, pust' dazhe ne osobenno smertonosnaya, sluchitsya, i budet pokazano, chto ona byla vyzvana narochno ili sluchaino vypushennym modificirovannym virusom, vse obshestvo osoznaet, chto eto mozhet i povtorit'sya, v lyuboe vremya i v lyubom meste, i chto edinstvennyi metod predotvratit' eto - postavit' pod ochen' zhestkii kontrol' vseh, obladayushih dostatochnymi znaniyami v etoi oblasti. Eto mozhet privesti k ser'eznomu ogranicheniyu bazovyh svobod i moshnym antinauchnym vystupleniyam. Eto - opasnost' samogo blizhaishego budushego, o kotoroi ya bolee vsego bespokoyus'.
Iz togo, chto ya kosmolog, ne sleduet, chto ya bespokoyus' men'she lyubogo drugogo o tom, chto mozhet proizoiti zavtra, ili cherez nedelyu, ili cherez mesyac. Odnako eto pozvolyaet vzglyanut' na proishodyashee s nemnogo inoi tochki zreniya, tak kak kosmologi imeyut delo s ochen' otdalennym budushim. Bol'shaya chast' obrazovannyh lyudei seichas soglasny, chto chelovek yavlyaetsya rezul'tatom milliardov let evolyucii. Pochti chetyre milliarda let darvinovskogo otbora otdelyayut nas ot samyh pervyh mikroorganizmov. Odnako ochen' mnogie, byt' mozhet i ne osoznavaya togo, schitayut, chto chelovek - eto venec evolyucii.
Odnako lyuboi izuchavshii astronomiyu znaet, chto nashe Solnce ne prozhilo eshe i poloviny svoei zhizni, a vsya vselennaya mozhet imet' beskonechnoe budushee. Potomu dlya evolyucii est' eshe kak minimum stol'ko zhe vremeni, skol'ko uzhe proshlo; postchelovecheskaya faza evolyucii mozhet byt' nastol'ko zhe dlinnoi, kak i ta, chto privela ot prosteishih odnokletochnyh do cheloveka, a dlya togo, chtoby predstavit' sebe vozmozhnye ee varianty, dostatochno pochitat' nauchnuyu fantastiku - varianty, pri kotoryh zhizn' mozhet kak prodolzhat' evolyucionirovat' na zemle v bolee sovershennyh formah, tak i rasprostranit'sya daleko za predely zemli i dazhe zaselit' vsyu galaktiku, esli dlya etogo hvatit vremeni. A vremeni hvatit.
Kak kosmolog ya uveren, chto u nas bol'shie dolgovremennye perspektivy, ot kotoryh nas otdelyayut lish' stoyashie seichas pered nami problemy. I eti perspektivy obyazyvayut nas hranit' nash goluboi zemnoi sharik, tak kak on mozhet byt' ochen' vazhen i dlya zhizni za ego predelami.
Ya zanimayus' kosmologiei v techenie vot uzhe 35 let, i vsegda podderzhivalo moi duh to, chto temp otkrytii v etoi oblasti niskol'ko ne umen'shaetsya. 1960-e gody kazalis' zamechatel'nym vremenem. Imenno togda poyavilis' pervye svidetel'stva Bol'shogo Vzryva, byli otkryty pervye kvazary na bol'shih krasnyh smesheniyah, pervye kandidaty v chernye dyry, neitronnye zvezdy, i tak dalee. Ochen' polezno bylo byt' molodym kosmologom - kogda vse novoe, staryi opyt uzhe ne pomogaet, i vse nachinayut s nulya.
No to, chto proizoshlo za poslednie tri ili chetyre goda - nastol'ko zhe zamechatel'no, kak i vse, chto ya mogu pripomnit'. V kosmologii my vidim ne tol'ko mnozhestvo novyh idei o tom, kak rozhdalas' vselennaya, kak obrazovyvalis' v nei slozhnye struktury, kak vliyali vozmozhnye dobavochnye izmereniya, i tak dalee, no i novye fakty, kotorye sushestvenno utochnyayut bazovye harakteristiki vselennoi. My znaem, chto zhivem v ploskoi vselennoi, v kotoroi atomy, iz kotoryh sdelany my sami, zvezdy, planety i galaktiki, sostavlyayut vsego 4 procenta massy i energii. Okolo 25 procentov sostavlyaet zagadochnaya temnaya materiya, kotoraya pomogaet galaktikam ostavat'sya gravitacionno svyazannymi. A ostavshiisya 71 procent eshe bolee zagadochen - eto nekotoryi vid temnoi energii, svyazannyi s samim pustym prostranstvom. Ob'yasnenie temnoi materii - zadacha dlya fizikov - vozmozhno, eto kakoi-to sort chastic, vyzhivshih so vremen Bol'shogo Vzryva.
Zadacha ob'yasneniya temnoi energii eshe bolee slozhno - uchenye, zanimayushiesya teoriei superstrun, schitayut ee samym bol'shim vyzovom ih teorii, potomu chto ona utverzhdaet, chto pustoe prostranstvo, v kotorom my zhivem, nash vakuum, ne est' prosto chto-to neopredelennoe; on imeet opredelennuyu energiyu i opredelennoe davlenie, vliyayushie na obshuyu dinamiku vselennoi i vyzyvayushie ee uskorennoe rasshirenie.
Drugim vazhnym dostizheniem stalo ponimanie togo, kak vo vselennoi formiruetsya struktura. Rassmotrim, kak evolyucioniruet vselennaya. Ona rozhdaetsya kak ochen' goryachii ognennyi shar, kotoryi ostyvaet v processe rasshireniya; izluchenie oslablyaetsya i ego dliny voln umen'shayutsya. Spustya primerno polmilliona let vo vselennoi nastupayut tak nazyvaemye «temnye vremena» (dark ages), potomu chto bol'shaya chast' izlucheniya smeshaetsya s infrakrasnyi diapazon, i v samom dele stanovitsya temno. Eti temnye vremena prodolzhayutsya vplot' do poyavleniya pervyh zvezd, kotorye vnov' osveshayut vselennuyu.
V techenie ochen' dolgogo vremen mne bylo interesno, kogda imenno eto proishodit. Nedavnie rezul'taty nablyudenii na bol'shih nazemnyh teleskopah, na sputnike WMAP, a takzhe komp'yuternogo modelirovaniya formirovaniya struktur dayut klyuch k razgadke. My pytaemsya ob'edinit' teoriyu i dannye nablyudenii, chtoby ponyat' process formirovaniya galaktik - kak obrazuyutsya pervye zvezdy na masshtabah mnogo men'shih galakticheskih, kak oni zatem ob'edinyayutsya v galaktiki, i kak prostye atomy vodoroda i geliya postepenno peregorayut v zvezdah pervogo pokoleniya v uglerod, kislorod, kremnii i zhelezo - stroitel'nye kirpichiki planet i zhizni.
My dolzhny ponyat', skol'ko vremeni potrebovalos' dlya formirovaniya pervyh planet, dlya poyavleniya vozmozhnosti obrazovaniya zhizni i dlya obrazovaniya pervyh bol'shih galaktik iz etih ishodnyh malomasshtabnyh struktur. Novye podskazki ozhidayutsya ot nablyudenii na naibolee moshnyh nazemnyh teleskopah, krupneishim iz kotoryh yavlyaetsya evropeiskii VLT (Very Large Telescope, Ochen' Bol'shoi Teleskop), kotoryi na samom dele sostoit iz chetyreh vos'mimetrovyh teleskopov, kotorye mogut ispol'zovat'sya sovmestno.
Eti bol'shie zerkala pozvolyayut videt' ochen' slabye i dalekie ob'ekty. Chem dal'she my smotrim v prostranstve, tem bolee rannie epohi vselennoi vidim. Cel' sostoit v tom, chtoby zaglyanut' v to vremya, kogda galaktiki eshe tol'ko formirovalis', ili dazhe uvidet' pervye, eshe dogalakticheskie zvezdy.
Drugaya vozmozhnost' kasaetsya eshe odnoi oblasti moih interesov - naibolee moshnyh vo vselennoi vzryvov, a imenno - gamma-vspleskov. Oni poyavlyayutsya kak ochen' moshnyi vzryv sverhnovoi opredelennogo vida. Oni nastol'ko moshny, chto ih mozhno legko zametit' dazhe iz ery formirovaniya pervyh zvezd. Esli nekotorye iz etih samyh pervyh zvezd zakanchivayut zhizn' kak gamma-vspleski, my mozhem ispol'zovat' ih dlya izucheniya rannih etapov formirovaniya galaktik, konca temnyh vremen i postepennogo formirovaniya struktur vo vselennoi. Bol'shie teleskopy pozvolyat uvidet', kak imenno vyglyadela vselennaya na raznyh stadiyah v proshlom.
Eto ponimanie formirovaniya struktur vo vselennoi zamechatel'no. Odnako esli menya sprosyat, chto eshe proizoshlo v astronomii za eti gody, bez somneniya, ya rasskazhu pro otkrytie bol'shogo chisla planet vokrug drugih zvezd. Lish' v 1995 godu astronomy nashli pervoe svidetel'stvo sushestvovaniya planety vokrug drugoi zvezdy, a nyne ih chislo uzhe perevalilo za sotnyu, i mozhno nadeyat'sya, chto bol'shaya chast' zvezd, kotorye my vidim na nebe, imeyut svoi planetnye sistemy.
Cherez 10 ili 20 let smotret' na nebo budet gorazdo interesnee - zvezdy budut uzhe ne prosto mercayushimi tochkami, pro kazhduyu iz nih my smozhem skazat', chto za planety vokrug nee vrashayutsya, kakovy ih massy i orbity, i dazhe, vozmozhno, kakoi na samyh bol'shih iz nih rel'ef. Eto sdelaet nochnoe mesto gorazdo bolee interesnym, a vsyu vselennuyu dlya nas - bolee bogatoi i raznoobraznoi. Bol'shinstvo iz etih planet neprigodny dlya zhizni, odnako astronomy naidut i takie, kotorye budut pohozhi na Zemlyu, chto postavit vopros o sushestvovanii zhizni vo vsei ostal'noi vselennoi. My smozhem proanalizirovat' svet ot etih planet i skazat', k primeru, soderzhat li ih atmosfery ozon, chto signalizirovalo by o biologicheskih processah. A eto budet ukazaniem na vozmozhnost' sushestvovaniya tam zhizni. Eti otkrytiya budut soprovozhdat'sya progressom v biologii, v ponimanii togo, kak obrazovyvalas' zhizn' na zemle s pomosh'yu kak eksperimentov, tak i, vozmozhno, komp'yuternogo modelirovaniya. Ya ochen' nadeyus', chto za sleduyushie 20 let my poimem proishozhdenie zhizni na zemle; my smozhem skazat', mozhet li byt' zhizn' shiroko rasprostranena vo vselennoi, byt' mozhet, dazhe ukazat' na konkretnye planety inyh zvezd, na kotoryh ona mozhet poyavit'sya.
My mozhem zadat' i drugoi vopros - naskol'ko veroyatno razvitie zhizni ot prosteishih form k chemu-nibud', chto my smozhem nazvat' razumnoi ili dostatochno slozhnoi. Otvet na eto mozhet byt' bolee slozhnym. Nekotorye utverzhdayut, chto na etom puti trebuetsya preodolet' ochen' mnogo pregrad, i nam na zemle povezlo ih preodolet'; drugie - chto zhizn' sama nahodit svoi put' k slozhnym strukturam. Sredi moih druzei i kolleg net edinogo mneniya na etot schet.
Kak astronoma, menya chasto sprashivayut, ne slishkom li my mnogoe na sebya berem, kogda utverzhdaem chto-nibud' s nekotoroi dostovernost'yu o vseh etih galaktikah, Bol'shom Vzryve, i tak dalee? Ya otvechayu, chto trudnymi dlya ponimaniya veshi delayut ne razmery, a ih slozhnaya struktura. V nekotorom smysle galaktiki, Bol'shoi Vzryv i zvezdy dostatochno prosty. Oni ne imeyut takoi slozhnoi mnogosloinoi struktury, kak, k primeru, nasekomye. Potomu zadacha ponimaniya slozhnosti zhizni v nekotorom smysle gorazdo bolee slozhna, chem ponimanie Bol'shogo Vzryva i mikromira atomov, hotya i nastol'ko zhe vazhna i interesna.
Dostatochno interesno to, chto naibolee slozhnyi na dannyi moment ob'ekt vo vselennoi, chelovek, v opredelennom smysle stoit na polputi ot atomov k zvezdam. Chtoby nabrat' massu zaezdy, nado vzyat' primerno stol'ko zhe chelovecheskih tel, skol'ko v kazhdom iz nas atomov. Eto sootnoshenie udivitel'no tochno - geometricheskoe srednee mass protona i Solnca ravno 55 kilogrammam, chto ne tak sil'no otlichaetsya ot srednei massy cheloveka. Udivitel'no zdes' to, chto eto ravenstvo nastol'ko tochno, no ne to, chto naibolee slozhnye veshi zanimayut srednee polozhenie mezhdu kosmosom i mikromirom. Slozhnaya struktura dolzhna sostoyat' iz ogromnogo chisla atomov i imet' mnogo urovnei struktury, ona dolzhna byt' ochen'-ochen' bol'shoi po sravneniyu s atomom. S drugoi storony, est' verhnii predel na ee razmer - slishkom bol'she struktury razrushayutsya pod deistviem sobstvennoi tyazhesti. Ne mozhet byt' zhivyh sushestv vysotoi s milyu - eshe Galilei ponimal eto. A struktura togo, chto imeet razmery zvezdy ili planety, polnost'yu opredelyaetsya gravitaciei, i ni o kakoi osoboi slozhnosti tam ne mozhet idti i rechi. Poetomu yasno, chto slozhnye struktury mogut sushestvovat' lish' na promezhutochnyh masshtabah.
Ot blizhaishih desyati let ya zhdu razvitiya fundamental'nogo ponimaniya Bol'shogo Vzryva. rozhdeniya vselennoi i formirovaniya v nei struktury s ispol'zovaniem kak dannyh nablyudenii, tak i komp'yuternogo modelirovaniya, i ya ozhidayu kak minimum nachala ob'edineniya modelirovaniya, nablyudenii i biologicheskogo podhoda dlya resheniya problemy obrazovaniya planet vokrug zvezd i formirovaniya ih biosfer.
Kosmologiya do sih por zhiva, i do sih por yavlyaetsya moim glavnym interesom. Ona ne tol'ko bystro razvivaetsya i imeet fundamental'noe znachenie, no i imeet pozitivnyi i ne ugrozhayushii lyudyam imidzh v obshestve. Imenno etim ona otlichaetsya ot drugih fundamental'nyh disciplin, takih kak genetika ili yadernaya fizika, obshestvennoe mnenie o kotoryh protivorechivo. Ona takzhe yavlyaetsya odnoi iz naibolee interesuyushih shirokuyu obshestvennost'. Ya by poluchal ot svoih issledovanii gorazdo men'shee udovol'stvie, esli by oni ogranichivalis' besedami s nemnogimi kollegami-specialistami. To, chto obshestvo interesuetsya tem, kak vse vozniklo, zdorovo. Tak zhe, kak darvinizm s konca 19-go veka, kosmologiya i fundamental'naya fizika teper' stali chast'yu obshei kul'tury.
Darvin pytalsya ponyat', kak evolyucionirovala zhizn' na etoi planete. Ya i drugie kosmologi pytaemsya pomestit' nashu Zemlyu v kontekst vsei vselennoi, chtoby uznat', kak obrazovalis' atomy, iz kotoryh ona sostoit, vplot' do samogo momenta nachala v Bol'shom Vzryve. Obshestvu interesno, kak vse eto nachinalos', bylo li voobshe u vselennoi nachalo i budet li u nee konec, i tak dalee.
Dlya nas, issledovatelei, polezno obrashat'sya k bolee shirokoi auditorii. Eto pozvolyaet nam osoznat' podlinnuyu glubinu problem. Ya imeyu v vidu to, chto v nauke pravil'nym podhodom schitaetsya sosredotochenie na odnoi chasti problemy, kotoruyu, kak ya schitayu, ya sposoben reshit'. Nikto ne pytaetsya za odin prisest reshat' bol'shie problemy. Esli vy sprosite uchenogo, chem on zanyat, on nikogda ne otvetit «ishu lekarstvo ot raka» ili «pytayus' ponyat' ustroistvo vselennoi» - oni skazhut, chto reshayut kakuyu-libo sugubo specificheskuyu zadachu; odnako progress i sostoit v postepennom reshenii malen'kih chastnyh zadach. Odnako pri etom uchenyi riskuet poteryat', ostavayas' v ramkah vernoi metodologii, perspektivu krupnoi problemy, vklad v reshenie kotoroi on vnosit. A nespecialisty vsegda zadayut imenno krupnye voprosy, sprashivayut o bol'shih zadachah, i eto pomogaet nam ponyat', chto nashi malen'kie nauchnye dostizheniya imeyut smysl tol'ko togda, kogda pomogayut prodvinut'sya k otvetam na eti bol'shie voprosy.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Kosmologiya - Vselennaya - Martin Ris
Publikacii so slovami: Kosmologiya - Vselennaya - Martin Ris | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
