Сабина Хоссенфельдер - Уродливая Вселенная [Как поиски красоты заводят физиков в тупик]

« Но у нас ведь нет никакого опыта игры в космический покер! » – думаю я расстроенно, так и не поняв, какое отношение все это имеет к науке. Мы никак не можем знать, насколько наблюдаемые нами законы природы вероятны или невероятны, – у нас нет распределения вероятностей. Чтобы иметь возможность определить, что законы природы маловероятны, нам требуется другая теория, а откуда же эта теория возьмется? [66] Для мультивселенной это называется проблемой измерений. См., например, Vilenkin A. 2012. Global structure of the multiverse and the measure problem . AIP Conf. Proc. 1514: 7. arXiv:1301.0121 [hep-th]. Если Вайнберг, которого я считаю величайшим физиком современности, не может сказать мне этого, тогда кто сможет? И я снова спрашиваю: «И что же мы знаем о распределении вероятностей для этих параметров?»

«Ну, тут нужна теория, чтобы их вычислить».

Вот именно.

Чтобы вычислить вероятности в мультивселенной, нам нужно принять в расчет, что в нашей Вселенной существует жизнь. Звучит банально, однако не всякий возможный закон природы создает достаточно сложные структуры, а следовательно, надлежащий закон должен удовлетворять особым требованиям – например, порождать стабильные атомы или что-то подобное атомам. Это требование известно как «антропный принцип».

Антропный принцип обыкновенно не приводит к точным выводам, но в контексте конкретной теории позволяет нам оценить, какие значения вообще могут принимать параметры теории, чтобы оставаться совместимыми с наблюдением, что жизнь существует. Это похоже на ситуацию, когда вы видите, как кто-то идет по улице со стаканчиком из «Старбакса», и заключаете, что условия в этой части города должны допускать возникновение старбаксовских стаканчиков. Вы можете сделать вывод, что ближайший «Старбакс» находится в радиусе одной мили, а может, и пяти, но, по всей видимости, на расстоянии не дальше ста миль. Не слишком точная оценка и, пожалуй, не то чтобы безумно интересная, но все-таки она говорит вам кое-что о вашем окружении.

Хотя антропный принцип может поразить вас некоей нелепостью и заведомой истинностью, он бывает полезен, чтобы исключить некоторые значения определенных параметров. Скажем, когда я вижу, что вы ежедневно приезжаете на работу на машине, я вправе заключить, что вам достаточно лет для того, чтобы иметь водительские права. Вы, конечно, еще можете упорно нарушать законы, но Вселенная-то – нет.

Должна, правда, предупредить вас: отсылка к «жизни» в связи с антропным принципом или тонкой настройкой – это обычное, но излишнее словесное украшение. Физикам не очень-то есть дело до области науки, которая связана с мыслящими, обладающими самосознанием существами. Физики подразумевают формирование галактик, образование звезд, стабильность атомов (необходимое условие для развития биохимических процессов). Так что не стоит ожидать даже обсуждения больших молекул. Разговоры о «жизни» по понятным причинам выглядят привлекательнее, но за ними больше действительно ничего не стоит.

Первым успешно применил антропный принцип Фред Хойл в 1954 году: он предсказал свойства ядра углерода, необходимые для того, чтобы в недрах звезд мог сформироваться углерод. Эти свойства позднее были действительно открыты – какими и были предсказаны 87. Хойл, как утверждается, учел, что углерод составляет основу жизни на Земле, а значит, звезды должны уметь его производить. Некоторые историки науки сомневаются, так ли на самом деле рассуждал Хойл, но сам факт, что так могло быть, показывает, как аргументация, основанная на антропном принципе, способна приводить к дельным выводам 88.

Антропный принцип, таким образом, служит ограничением, накладываемым на наши теории, которое обеспечивает согласованность с наблюдениями. Он верен независимо от того, существует или нет мультивселенная, и независимо от объяснения, стоящего за значениями параметров в наших теориях, – если таковое есть.

Причина, по которой антропный принцип частенько упоминается сторонниками идеи о мультивселенной, состоит в том, что они утверждают, будто это единственное объяснение и нет иных обоснований, устанавливающих наблюдаемые нами параметры. Но тогда ведь нужно показать, что значения, которые мы наблюдаем, действительно единственные (или по крайней мере высоковероятны), если требуется, чтобы жизнь была возможна. А это крайне спорно.

Типичное заявление, что антропный принцип якобы объясняет значения параметров в мультивселенной, выглядит так: если бы параметр x был хоть чуточку больше или меньше, нас бы не существовало. Есть горстка примеров, когда это так, – скажем, в случае с сильным ядерным взаимодействием. Будь оно слабее, крупные атомы не смогли бы сохранять свою целостность, а будь оно сильнее, звезды сгорали бы слишком быстро 89. Проблема с подобными аргументами в том, что небольшие вариации одного из двух десятков параметров не учитывают большого количества возможных комбинаций. На самом деле, чтобы иметь возможность заключить, что есть лишь одна комбинация, допускающая существование жизни, пришлось бы рассматривать независимые изменения всех параметров. Но в настоящее время такие расчеты неосуществимы.