Если бы мой научный руководитель на кафедре теплофизики и плазмы был также восхищен наукой, как Алексей Владимирович Буров, то я бы непременно связала свою жизнь с физикой. И это, пожалуй, лучше всего описывает личность ученого, интервью с которым предлагается вашему вниманию.
Алексей Владимирович Буров — старший научный сотрудник Фермилаба, Fellow of American Physical Society, лауреат философской премии FQXi.org, автор множества статей и видеовыступлений на тему философии, истории фундаментальной науки, связи науки и религии, рациональных аспектов религии и морали. Автор и ведущий еженедельной радиопрограммы на NVC, русском радио Чикаго, «Наука и религия: конфликт, нейтралитет или союз?». Автор, вместе с сыном Львом, концепции Пифагорейской Вселенной.
— Алексей Владимирович, сегодня, наблюдая вашу научную деятельность, складывается впечатление, что ваши изыскания в большей степени направлены в область философии, хотя по первому образованию, вы – физик. Скажите, что послужило толчком к тому, что поле ваших научных интересов сместилось больше в сторону философии?
— Дело в том, что оно никогда не смещалось. Вот мое самое раннее воспоминание, когда я в возрасте трех лет стоял в подъезде нашего дома в Кировском районе города Новосибирска, а это был такой бандитский, индустриальный, и очень грязный район — именно там прошло мое детство. И вот я стою перед раскрытыми дверями нашего трехэтажного дома, идет какой-то бесконечный дождь, и кажется, что я один на всем белом свете. Никого вокруг не было, видно это был будний день, когда все на работе, и вот, знаете, словно вся планета вообще была пустая. Я стою и думаю: что же вообще это такое значит — мне три года? Как это понять? Я даже помню во что был тогда одет, помню этот бесконечный дождь и разбитые двери подъезда, и помню свое чувство какого-то шока от вопроса: «а что такое вообще — три года?».
Этот мой запомнившийся детский шок осознания запечатлел очень важный момент развития личности. Он у разных людей происходит в разное время, как это не удивительно, совершенно в разном возрасте. Я люблю спрашивать людей об их первом воспоминании, когда они открывали для себя тот удивительный факт, что они существуют, и как это было? Тут раскрывается какая-то странность. Странность своего собственного присутствия в этом мире, где тебя какое-то время назад не было. Вдруг доходит, что ты вообще не понимаешь, с чего ты тут взялся, что это вообще все такое? Это очень важный момент, момент осознания тайны своего присутствия, момент пробуждения философского взгляда на мир. Вот, это моё самое раннее воспоминание.
То есть, философом я был уже с трех лет, а физикой занялся позже, по двум причинам. Во-первых, в те советские годы, когда я выбирал профессию, философии как академической дисциплины не существовало — было некоторое навязчивое однообразное словоговорение, которое мне было отвратительно. В моем представлении это виделось так: принц, в моем лице, ищет прекрасную принцессу, а когда приходит в замок, где она должна быть, на ее месте, под ее именем, видит старую, аляповато нарумяненную ведьму. Именно так я к этому относился. Из-за этой подмены понятий я ненавидел то, что выдавали за философию, всей душой. Там была подмена одного из самых высоких и важных назначений человека: постижения мира, удивления от того, что мир таков. А тебя в обязательно порядке пичкали какой-то дрянью. Вместо чудесной принцессы, тебя вели к страшной отвратительной ведьме… В юные годы эта большая наглая ложь меня очень возмущала, вызывала жуткое негодование и ненависть к системе. Поэтому, тогда идти на философию, поступать на гуманитарные факультеты университетов, мне было никак нельзя. То была вовсе не философия.
Единственное, что для меня тогда было интересно, из официально возможного, — это физика и математика. И это было настоящее — там были настоящие задачи. Они бросали вызов твоему пониманию, твоей способности с ними справиться. И если ты справлялся, то получал вознаграждение, похвалу, за тебя радовались твои учителя, твои друзья. Этот вызов был честный. Если ты справляешься с задачами, то в своей профессии ты будешь расти внутри ее институтов. Второй причиной для меня стало то, что своим чудесным содержанием физика и математика меня увлекали еще со школы. Помню, кажется, это было в 6-м классе, когда меня поразило то, что я могу решать физические задачки. Вот, например, я еще не знаю, по какой траектории полетит, камень, но сейчас напишу на бумажке какие-то формулы, проделаю какие-то символические процедуры и узнаю тогда, что он полетит по параболе. И это удивительно! Какие-то символические манипуляции раскрывают нам то, что на самом деле происходит и произойдет в этом мире. Хотя, казалось бы, мои манипуляции с символами никакого отношения к тому, что происходит в материальном мире, не имеют, и природа живет какой-то своей жизнью. Чудо в том, что об этой жизни можно узнавать не только прямым наблюдением, но и посредством символических манипуляций. Вот это чудо познаваемости мира, я в те юные годы именно в физике для я себя открыл как нечто совершенно удивительное, очень странное.
Еще один момент — сама математика и математичность физики меня восхищали, как некоторый особый вид искусства. Красота математических задач очень особенна. Вот эта изящность, элегантность, когда ты одним простым движением обо всех целых числах, например, можешь сделать утверждение. Например, арифметическая теорема Пифагора гласит, что корень из двух не выражается отношением целых чисел. Никогда. Собирай любые целые числа, подставляя одно в числитель, другое в знаменатель, у тебя в точности никогда не будет корня из двух. Никогда. Хоть ты миллиарды лет их подбирай, всё равно ты такие целые числа не найдёшь — их нет. А вывелось это утверждением простыми и изящными действиями. И это похоже на какое-то чудо, на какое-то волшебство — человек овладевает бесконечным. И он овладевает бесконечным не ценой каких-то безмерных усилий, а очень просто – словно по щелчку пальца, — и бесконечность у тебя в кармане! Такова математика. Ну, я потом уже так стал это выражать, но вот это чувство, я передаю более поздними словами — ту исходную интуицию, которая меня поражала в математике.
Вот это и называется математической элегантностью, когда ты каким-то легким движением руки берешь бесконечность за хвост, и так элегантно кладешь в карман. Вот это меня изумляло. Видите, я изначально смотрел на мир как философ. Вот эти удивления математикой и удивление физикой – они не вполне совпадают, и какое-то время я сомневался, куда мне пойти: в математику или физику. Но все-таки выбрал физику, потому что она содержит в себе всю математическую красоту, но и еще больше – речь вот об этом чуде адекватности, конформности нашего символического познания реалиям материального мира. Вот это вот поразительная вещь. Я её ощутил ещё в детстве. У меня от неё мороз по коже появлялся, стоило мне только об этом подумать.
Поэтому мне математика и физика были страшно интересны, и я видел, что они настоящие. И это удивление принадлежит вечности. Оно вечное, покуда живёт человечество, покуда есть достаточно развитое мышление хоть где-то. И с этого удивления, на самом деле, начиналась математика, как я уже позже понял. Пифагорейская математика с этого начиналась, на самом деле. И даже еще до Пифагора, но просто именно он продвинул эту вещь дальше. И физика тоже с этого начиналась: когда мы читаем труды Кеплера, Галилея, других ученых, мы видим вот это вот потрясающее удивление…
— У меня уже возникло много вопросов, но, о них — чуть позже. А пока, расскажите о своей работе в Фермилабе. Какие сейчас там проводятся исследования? И в каких вы принимаете участие?
— Я приехал в Фермилаб в 1997 году, и с тех пор здесь продолжаю работу. Фермилаб – это огромная национальная лаборатория. В США есть такая институция как национальные лаборатории, которых порядка 20 во всех Штатах, и Фермилаб – одна из них. Это лаборатория берет свое начало в 1967 году. Ее отец основатель — Роберт Уилсон, который в 2000 году в возрасте 85 лет покинул этот мир. Ну а тогда, в 60-х, ему было около 40 лет, и у него возникла идея: создать лабораторию, главной задачей которой было бы изучение структуры материи на самых минимальных расстояниях – это то, что называется физикой элементарных частиц. Ну а для того, чтобы на материю посмотреть на самых маленьких расстояниях, нужны гигантские микроскопы. В этом есть парадокс — чем меньше размер, на котором мы хотим разглядеть материю, тем больше должен быть микроскоп! Самый большой на сегодняшний день микроскоп, который как раз этим и занят – это Large Hadron Collider, LHC, или Большой адронный коллайдер (БАК), который находится в ЦЕРНе, что расположен на границе Швейцарии и Франции.
Мы, кстати, с ними очень тесно сотрудничаем. Так вот, лаборатория наша была основана в 1967 году, и идея была: построить вот такой ускоритель, в котором частицы летали бы навстречу друг другу — протоны и антипротоны – сталкивались, а место столкновения окружить большим детектором, чтобы фиксировать то, что происходит после их столкновения. А по результатам анализа частиц, которые разлетаются после столкновения, уже делать выводы о том, как устроена материя на самых маленьких расстояниях. Это может показаться довольно абсурдным способом изучения материи, но другого просто у нас нет. Это то же самое, как если бы мы прилетели на какую-нибудь планету, увидели бы нечто похожее на автомобиль, и захотели бы понять, как он устроен, а для этого мы бы его разобрали. Но если он крепко собран, и разобрать мы его не можем, то мы бы начали такие автомобили сталкивать между собой на огромной скорости, чтобы от них разлетались детали, которые мы бы смогли уже изучить, чтобы понять, как эти машины собраны. С виду абсурдно, но другого способа у нас нет — мы не знаем, как по-другому изучать элементарные частицы, и именно такой способ исследования нам позволяет продвинуться в наших поисках ответов об устройстве Вселенной.
Вот эта линия исследований была долгое время генеральной в Фермилабе, вплоть до 2011 года. Надо сказать, что в этом направлении у Фермилаба были весьма значительные успехи. Было открыто несколько фундаментальных частиц, среди которых боттом и топ-кварки, а также тау-нейтрино. Это были значительные прорывы в физике элементарных частиц.
В 2011 году главный наш микроскоп, благодаря которому все это стало возможным, Теватрон — был закрыт. Это произошло потому, что Соединенные Штаты, надо прямо сказать, проиграли соревнование с Европой в области этих супер мощных коллайдеров. В Соединенных Штатах в 1980-х вплоть до 1994-го года был проект создания сверхпроводящего суперколлайдера, SSC, — коллайдера следующего поколения после Tеватрона. И он уже начал строиться, получил финансирование, но в 1994 году Конгресс принял решение все-таки закрывать проект, посчитав его слишком дорогим. Конечно, сторонники коллайдера, физики элементарных частиц, и не только в Штатах, кстати, но и в Европе восприняли это как весьма горькую новость. Ну что поделаешь? Таким было решение Конгресса. Это одна из сторон демократии. Мы предлагаем проекты, а, в конце концов, народные представители решают, как и на что тратить бюджет государства.
Такие исследования не производят продукцию, которую потом можно продать и получить прибыль. Это фундаментальные исследования — знание о Вселенной, знания для всего человечества, и оно стоит дорого. Все установки и оборудование стоит больших денег. И часть научного сообщества выступала против этого, считая, что эти же деньги лучше отдать на большое число других, менее дорогостоящих проектов. К слову, там был еще один момент, сумма денег, которая поначалу была заявлена на суперколлайдер, она оказалась недооцененной, и руководство лаборатории, которое отвечало за строительство, постоянно наращивало эту сумму. Говорили, условно, что надо 2 миллиарда, а в следующем году – уже 3 миллиарда. И так каждый год выяснялось, что денег надо все больше и больше. Каждый раз в Конгрессе, это встречалось все с большим и большим раздражением, пока проект в какой-то момент не закрыли. Вот это тоже показательно: ложь, пусть даже самых благих намерений, на коротких дистанциях может быть полезной, но на долгих дистанциях в здоровой общественной атмосфере это всегда вредит. Всегда. И это касается любых вещей: от строительства ускорителей до, скажем, политики в отношении войны и мира. Нельзя врать — выйдет боком. Рано или поздно. В этом есть какая-то высшая справедливость. В этом был еще один урок для физического сообщества, не буду судить, насколько оно его усвоило, но не могу сказать, что подобная практика совсем прекратилась — когда занижается стоимость проекта для того, чтобы легче его было пробить через Конгресс и получить одобрение.
В общем, сверхпроводящий суперколлайдер был закрыт в 1993 году. Кстати, тогдашний президент США Билл Клинтон был против его закрытия. Он — демократ, а Конгресс был республиканский тогда. И ему нужно было по многим вопросам договариваться с Конгрессом, вот и пожертвовал суперколлайдером. Теватрон оставался лидером среди ускорителей в исследовании элементарных частиц вплоть до 2010 года, пока на полную катушку не заработал БАК. По энергии он превосходил его в семь раз, а по светимости — больше, чем на порядок. А это два главных параметра: светимость (сколько частиц сталкивается) и энергия. Поэтому использовать Tеватрон стало нецелесообразно. Но Фермилаб отнюдь не перестал существовать, нет, он переключился на другую программу — на изучение нейтрино.
Нейтрино получаются следующим образом: протонный пучок, уже не в Теватроне, а в ускорителе меньшей энергии, раскручивается до энергии примерно в 100 ГэВ, и бросается на мишень. В результате столкновения с мишенью, разлетается много всего, но мы ловим именно нейтрино, что довольно непросто, и изучаем их. Нейтрино — это наименее изученные частицы, потому что они почти не взаимодействуют с веществом. Они пролетают материю насквозь, через Солнце, через Землю, почти без всякого взаимодействия. Вероятность того, что нейтрино, пролетая по диаметру нашу Землю, поглотится или заметно отклонится, страшно мала! Эти частицы — как пришельцы с другой какой-то реальности. Они нас почти не видят и мы их едва видим. Взаимодействия всё-таки происходят, но очень редко. И если мы будем все же отлавливать их, то через кое-то время сможем узнать то, что до сих пор не знали. В общем, Фермилаб переквалифицировался на нейтринную программу. Это и есть наша основная задача теперь.
Сейчас строится детектор в другом штате — в Южной Дакоте, это примерно 1300 километров от Фермилаба на запад. Детектор будет стоять там, а пучок нейтрино мы будем запускать здесь. Он будет лететь по земной хорде в 1300 километров к детектору в Южной Дакоте, где мы и будем ловить эти неуловимые нейтрино. Кстати, этот детектор будет расположен в шахте на глубине 1,5 км, чтобы никаких посторонних влияний не было. Именно поэтому и выбрали Южную Дакоту — из-за наличия в ней такой шахты. По плану, этот детектор заработает примерно через 10 лет, может чуть больше. Это тоже большой и дорогостоящий проект.
Также, сегодня в Фермилабе есть довольно сильная группа, занимающаяся исследованиями в области астрофизики. Они работают на телескопах, которые расположены на Южном полюсе, в Чили, обрабатывают данные телескопов Хаббл и Джеймс Уэбб.
Еще одно направление, которое сейчас стало бурно развиваться, это квантовые компьютеры. Это направление весьма изрядно представлено Фермилабе, и с точки зрения технической, и с точки зрения теоретической. В общем, много чего в Фермилабе происходит — лаборатория живая и народ здесь очень интересный.
Как я уже говорил, мы тесно взаимодействуем с ЦЕРНом. Помогаем решать технологические задачи: отправляем магниты, которые им нужны. Кстати, часть магнитов для БАКа как раз были сделаны в Фермилабе. У нас очень мощный вычислительный комплекс и огромная часть обработки данных с БАКа осуществляется на наших серверах. В самой обработке данных мы тоже принимаем участие, это же гигантское количество информации, притом полезная составляет ничтожную долю, так что нам, по сути, приходится искать иголку в стоге сена.
Если говорить о том, чем конкретно я занимаюсь, то это физика пучков. В наших ускорителях летают пучки заряженных частиц, протонов. И нам нужно чтобы этих частиц было как можно больше, и чтобы они были плотно собраны, имели большую яркость. Но, собираясь вместе, протоны начинают взаимодействовать и «разбалтывать» друг друга. В итоге, в пучке либо падает яркость, либо теряется интенсивность, пучок падает на стенку, мы его теряем. С этим можно бороться. Именно этим я и занимаюсь, и многими другими вещами, но это – мое любимое занятие. Я люблю исследовать коллективные эффекты – именно с ними мы имеем дело при взаимодействии частиц в пучке. Я нахожу там немало интересных задач, пространство для красивой математики. На самом деле, вот только этим я и занимаюсь всю жизнь — ищу красивые математические и физические задачи, и решаю их, получаю особое эстетическое наслаждение. Трудные физические задачи удивительным образом удается решать на путях математической элегантности. Совершенно не очевидно, что на этих путях будут решения, но они все же часто находятся.
— Многие люди не понимают ценности фундаментальных исследований. Хотелось бы ее показать. Как вы считаете, как физика элементарных частиц может изменить нашу жизнь? Насколько сильно она может ее изменить и когда это может произойти?
— Ну, во-первых, физика элементарных частиц уже меняет нашу жизнь, и довольно давно. Ядерные реакторы, ядерные бомбы – это все плод физики элементарных частиц – той, какой она была уже почти сто лет назад. Сегодня продолжается совершенствование ядерных реакторов: как сделать ядерный реактор наиболее эффективным и притом безопасным, чтобы избежать таких катастроф как на Чернобыльской АЭС.
Далее – материаловедение. Как сделать материал, который был бы наиболее прочным, чтобы он не подвергался коррозии или обладал высокотемпературной сверхпроводимостью. Например, создать провода, по которым бежит электрический ток, с нулевыми или практически нулевыми потерями. Большая часть электроэнергии уходит как раз на тепловые потери в проводах. Это — если говорить об утилитарной части физики.
— Давайте и неутилитарную затронем.
— Неутилитарная часть физики, на самом деле, являлась всегда самой главной, формирующей физику. Она была об удивлении перед Вселенной, о котором я говорил в начале разговора — рассмотрение Вселенной на самых больших и на самых маленьких размерах.
И это чудо познаваемости мира на таких масштабах, которые очень далеки от нашего. Я люблю говорить об этом в ключе масштабов познания современной физикой нашей Вселенной. Согласно современным данным, самый большой размер — примерно 14 миллиардов световых лет. Это возраст Вселенной. Если мы 14 миллиардов лет умножим на скорость света, то мы получим величину размерностью длины. Это примерно 10^27 метров — это размер наблюдаемой нами Вселенной, о которой мы уже кое-что знаем но, разумеется, далеко не все. А самые маленькие объекты, это топ-кварки и бозон Хиггса. Сколько это? Это 10^-18 метров. А тут 10^27. И если мы поделим размер самого большого объекта на размер самого маленького объекта современной физики, то мы получим 10^44 степени — безразмерное число. Добавим еще порядок, с учетом того, где сейчас работает LHC, и получим 10^45. Это безразмерный параметр познания человеком Вселенной, т.е. он не зависит от выбора единиц измерения.
Наше познание Вселенной характеризуется вот этим безразмерным параметром 10 в 45 степени. Это очень большое число показывает масштаб человека во Вселенной. Если бы человечество оказалось на каком-то заседании разумных существ нашей Вселенной, чтобы хоть как-то изъясняться, и быть понятыми пришлось бы ограничиться числами. На таком совете мы бы могли сказать о себе, что мы существа, масштаб познания Вселенной которых, определяется параметром 10^45. Таковы наши достижения на сегодня.
Таким образом, выясняется, что человек отнюдь не является каким-то ничтожеством, или как говорят иногда, какой-то плесенью на заурядной планете. Нет. И физика нам это показывает: масштаб нашего присутствия во Вселенной задается гигантским параметром 10^45. И если наше тело – оно действительно очень маленькое, то наш дух — большой уже. И это откровение о человеке приходит из физики. Я считаю, что об этом важно говорить. Физика приводит нас к философии. Как писал один из отцов квантовой механики Эрвин Шрёдингер в своей книге «Мой взгляд на мир» (1951):
Это кажется простым и самоочевидным, и всё же необходимо сказать: изолированное знание, полученное группой специалистов в узкой области, не имеет никакой ценности само по себе, но может иметь ее только в синтезе со всем остальным и только в той мере, в какой оно реально содействует ответу на вопрос «Кто мы?»
Этот вопрос относится к группе вопросов философского порядка, которые еще называют предельными вопросами. Среди которых: «Почему порядок, а не хаос?», «Почему законы природы такие, а не другие?», «В чем смысл жизни?», «Что справедливо, и в чем высшая справедливость?». Такие вопросы, на самом деле, связаны один с другим — они не являются независимыми, и образуют некоторую сеть. Где каждый узел – один из аспектов по большому счету одного и того же предельного вопроса.
— Я правильно понимаю, что вот в рамках, созданной вами концепции Пифагорейской Вселенной вы как раз и пытаетесь ответить на эти вопросы? «Кто мы?», и «В чем смысл жизни?».
— Я пытаюсь эту сеть как бы поймать и погулять по ней. Увидеть эти связи между узлами предельных вопросов.
— Как родилась концепция Пифагорейской Вселенной?
— Пифагорейская Вселенная — это термин, который мы с сыном, моим главным соавтором Лёвой Буровым, изобрели в 2015 году. Все началось с того, что мы решили поучаствовать в конкурсе Института фундаментальных вопросов (Foundational Questions Institute) основанным Maксом Тегмарком. Это интересный человек, философствующий физик. Он предложил концепцию математической Вселенной. А Институт основал как раз как площадку для обсуждений физиками философских аспектов физики. Чтобы Институт стал местом встречи философии и физики. В Институте время от времени объявляют разные конкурсы, и мы написали философское эссе «Генезис Пифагорейской Вселенной» (Genesis of a Pythagorean Universe), которое попало в число победителей.
Тема, в которой мы приняли участие, называлась «Трюк или истина: странное соединение физики и математики». Контекст теме задавало знаменитое эссе одного из основоположников квантовой механики Юджина Вигнера, которое вышло в 1960 году, и называлось «Непостижимая эффективность математики в естествознании». В эссе Вигнер говорил о том, что следуя математическим идеям, мы открываем физические законы. Почему так? Мы ищем какие-то математические элегантные структуры, руководствуясь своим представлением о красоте, об элегантности (и это лишь наше субъективное представление — существ, которые прошли определенный эволюционный путь), и при этом, открываем фундаментальные законы природы. Наши человеческие представления о математической красоте почему-то работают как нить Ариадны в поиске истины.
Все великие физические открытия совершались как раз на путях поиска математической красоты. Начиная от Ньютона, Галилея и Кеплера, заканчивая законами квантовой механики, обеими теориями относительности Эйнштейна и бозоном Хиггса. Это не значит, что всякая красивая идея была реализована, нет. Немало было красивых идей, которые или не подтвердились или до сих пор не подтверждены. Но установка на красоту очень сужает пространство поиска гипотез в бесконечной области неизвестного.
Если говорить, например, об общей теории относительности – в ее основе лежит Риманова геометрия. Когда Эйнштейн задумался о том, как согласовать гравитацию и релятивизм, ему стали приходить в голову геометрические идеи, и он задался вопросом: как это все можно выразить математически? Помог ему математик Марсель Гроссман, указавший на геометрию Римана, где они и нашли необходимые для теории математические структуры.
Есть еще интересный момент: физики и математики часто согласны в отношении вопросов красоты. Общую теорию относительности Эйнштейна считают одной из самых красивых физических теорий. Квантовая механика при всей своей странности тоже очень красива. Если человек не чувствует этой красоты, то он не только не сможет открыть ничего нового, но и даже стать мало-мальски хорошим преподавателем физики. Преподавать ее могут только те люди, которые эту красоту чувствуют. Иначе это было бы все равно, что преподаватель музыки лишенный музыкального слуха. Одного лишь знания нотной грамоты недостаточно.
Я думаю, что вся культура математики и теоретической физики основана, прежде всего, на передаче через поколения этого чувства красоты, этого восхищения элегантностью и желания ее поиска.
Эстетически заряженная математика оказывается глубочайшим образом созвучна устройству нашей Вселенной. Это и значит: наша Вселенная является Пифагорейской. Мы так говорим, потому что впервые эти идеи высказал античный философ Пифагор (ок. 570 до н. е. — 495 до н. е). По сути дела, он говорил, что в основе мира лежат некие математически совершенные структуры. На языке пифагорейцев это выражалось так: «вещи суть числа». Довольно странное утверждение на взгляд здравомыслящего человека – как это вещи могут быть числами? Вот у меня чашка с кофе – разве это какое-то число? На самом деле, вещи — это больше, чем числа, но числа там сидят и Пифагор, я думаю, так это и понимал. Вещи не сводятся к числам, но числа сидят в каком-то ядре вещей, образуя некоторый их скелет. Я бы так это назвал, по аналогии. Скелет — это не есть еще живое существо, но достаточно развитое живое существо без скелета все-таки невозможно.
— Этим восхищением красоты вам удалось меня заразить! Надеюсь, что и читатели тоже не останутся равнодушными. В чем же суть вашей концепции Пифагорейской Вселенной?
— Суть в том, что наша Вселенная очень особенная. Ее законы не только допускают возникновение живых существ и среди них мыслящих существ, сапиенсов, но допускают свое открытие этими самыми сапиенсами. Иными словами, Вселенная является когнитивно самосогласованной. Ее законы позволяют возникновение существ, которые эти же законы и будут познавать, притом в значительной степени, в космическом размахе и с невероятной точностью. Например, теоретическое предсказание магнитного момента электрона и измерение этой величины на специальных ускорителях совпадают с точностью до ошибки измерений, что на сегодня составляет 12 десятичных знаков. Это фантастическая точность, единица на тысячу миллиардов, 10 в минус 12 степени. Квантовая электродинамика и общая теория относительности – сегодня наиболее точно проверенные физические теории.
Наша Вселенная столь особенна и она не просто антропна, как говорят, она гораздо больше, чем это, она когнитивно самосогласованна (или как мы еще говорим: она является Пифагорейской в очень высокой степени). Определить Пифагорейскую Вселенную можно еще и следующим способом:
законы природы достаточно сложны, чтобы обеспечить возможность появления конструктора для живых существ (возможность так называемой тонкой настройки) и одновременно эти законы достаточно просты, чтобы быть познаваемыми этими возникающими живыми разумными существами.
Таким образом, законы удовлетворяют сразу двум противоположным качествам: достаточной сложности и достаточной простоты; мы говорим, что законы отвечают принципу минимакса сложности.
Возможно, других законов на этом минимаксе попросту нет, не может быть в принципе. Может быть, только наши законы и принадлежат этому множеству минимакса физических законов возможных миров. Если говорить языком Готфрида Лейбница: когда Бог решал, какой мир создать, то он создал лучший из возможных миров. Может быть, он именно в этом смысле и лучший — потому что лежит на этом минимаксе когнитивной согласованности. Вот это еще один способ выразить Пифагорейность Вселенной. То есть, наша Вселенная — это какое-то абсолютное чудо.
— Можете подробнее о тонкой настройке рассказать?
— Конечно. Уже порядка 60 лет назад некоторые физики стали обращаться к вопросам биологической значимости фундаментальных констант. Оказывается, что стоит совсем чуть-чуть поменять фундаментальные физические константы и мир наш колоссально изменится, жизнь будет невозможной.
Приведу пример. Ваши читатели знают со школы, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Их массы почти одинаковы – нейтрон чуть-чуть тяжелее (М протона = 1,672623·10–27 кг. М нейтрона = 1,6749543·10−27 кг).
Отношение массы нейтрона к массе протона составляет 1.0014, отличаясь от единицы меньше чем на полторы промилле. Так вот, если бы нейтрон был еще на пару промилле тяжелее, то тогда бы в нашей Вселенной не было бы никаких атомов, кроме водорода, все нейтроны распадались бы не только в свободном состоянии, но и в ядрах. И наоборот, если бы нейтрон был лишь на промилле легче, не осталось бы протонов, то есть вообще никаких атомов бы не было! То есть, маленький шажок влево или вправо — и во Вселенной не только жизни, но и никакой химии не было бы, не было бы того кардинально важного для жизни разнообразия химических элементов, нашего богатого химического конструктора.
При сдвиге отношения масс нейтрона и протона всего лишь на одну-две промилле Вселенная оказалась бы ну вовсе примитивной, совершенно бесплодной! Вот это пример тонкой настройки. Этот пример показывает, насколько тонко настроены наши фундаментальные константы просто для того, чтобы во Вселенной существовали какие-то вещества, не говоря уже о том, чтобы существовала жизнь.
Подобных ограничений очень много. Их начали находить примерно 50 лет назад. Вот есть одна из классических книг – The Anthropic Cosmological Principle покойного ныне Джона Бэрроу и Франка Типлера. Она вышла 37 лет назад. К сожалению, она не переведена ни на русский, ни на украинский. И это печально, потому что, это один из классических трудов по тонкой настройке. Здесь описаны сотни теоретических наблюдений такого рода. Подобные исследования продолжаются, есть и более свежие книги, много статей. Однако, все эти теоретико-физические исследования не только ничего не говорят о том, почему реализована тонкая настройка, но и о том, почему законы имеют именно такую структуру, допускающую не только тонкую настройку на жизнь, но и познаваемость. Почему эти фундаментальные уравнения Вселенной имеют такую структуру, а не какую-то другую? И это уже не вопрос тонкой настройки, а вопрос очень и очень специального пифагорейского структурного выбора, если угодно, реализованного для нашей Вселенной.
Вот физика приводит нас к выводу, что наша Вселенная имеет все черты детища некоего высшего разума. Ну а как иначе? Настолько все точно, все выверено. Как вообще, такое может быть? Какие вообще другие гипотезы могут хотя бы предположительно объяснить это? С точки зрения биологии мы приходим к точно таким же выводам, о разумном замысле, если мы трезво и не предвзято посмотрим на все данные в биологии. Но это отдельная тема.
Среди физиков немало людей, которым этот вывод не нравится, которые не любят говорить на эту тему. Поэтому, эта тема остается сегодня полутабуированной в научной среде, где сегодня господствует то, что называется сциентизм. Это достаточно дурное мировоззрение, о котором мы тоже с вами можем как-нибудь поговорить.
— И обязательно поговорим! У меня осталось еще много вопросов. Поэтому, уверена, что это далеко не последнее интервью.
_____________________________________________________
✒️Подписывайтесь на наш Telegram канал «Гранит науки»
✒️Читайте нас на Яндекс Дзен
📩У нас есть страница на Facebook и Вконтакте
📩Журнал «Гранит Науки» в Тeletype
📩Прислать статью [email protected]
📩Написать редактору [email protected]
