- •Глава 1. Формирование мировоззрения Глава 2. Прислушиваемся к голосу науки
- •Глава 1. Формирование мировоззрения а. Зачем нужно мировоззрение
- •Роза. Сорт "Шэннон"
- •Глава 2. Прислушиваемся к голосу науки а. Научный метод
- •1. Введение
- •2. Эмпирические данные, модели (patterns), зависимости и гипотезы
- •5. Одни и те же данные могут быть объяснены с помощью разных гипотез
- •6. Фальсифицируемость
- •Часть 2
- •7. Начало Вселенной
- •Планета Сатурн.
- •Человеческая клетка
- •Глава 4. Как устроен живой мир
- •1. Удивительный мир живого
- •2. Нередуцируемая сложность биологических систем
- •3. Строительные блоки жизни
- •Глава 5. Споры вокруг эволюции
- •9. Принципиальная сложность
- •Глава 6. Языковая способность
- •Глава 7. Совпадения между научными
- •Глава 13. Как человек осуществляет свою власть
- •Глава 14. Что ждет человека в будущем
- •Глава 9. Человеческая свобода и опасность непонимания ее ценности
- •Глава 10. Природа нравственности и ее основания
- •Глава 11. Сравнительный анализ
- •4. Не существует абсолютной морали: мораль является отражением крупных экономических изменений в ходе истории.
- •Глава 12. Предназначение человека и его власть над природой
- •Мир и Квант
- •Ремонт телескопа Хаббла
- •Глава 13. Как человек осуществляет свою власть
- •2. Что нас ждет в будущем
- •3. Вопрос человеческого достоинства и прав
- •4. Может ли человек стать богом?
- •2. На самом деле, человек не страдает никакими нравственными дефектами.
- •Глава 14, Что ждет человека в будущем
7. Начало Вселенной
Вопрос о том, имеет ли Вселенная начало, является важнейшим вопросом истории человеческой мысли. Так как если Вселенная не имела начала, она является вечной. Нескончаемой чередой фактов. С другой стороны, если у нее было начало, то она не является вечной. Это, в свою очередь, означает, что она не является высшей, конечной реальностью. Высшая и вечная сущность, согласно Библии, — это Бог, Творец Вселенной. Он не является частью Вселенной, а Вселенная не является Его частью.
На протяжении истории высказывались многие точки зрения на происхождение мира. Платон утверждал, что мир создан из предсуществовавшей материи (диалог "Тимей"). Аристотель полагал, что Земля всегда была центром вечного мира. Одной из вариаций на тему вечной Вселенной была космология древних индусов, которые полагали, что мир проходит через бесконечное число повторяющихся циклов, подобных природным ритмам, но чрезвычайно растянутым во времени и продолжающимся триллионы лет.
Однако первые христиане, опираясь на Библию, придерживались представления о том, что Бог создал мир ex nihilo (лат. — "из ничего"). Это представление, сформулированное такими выдающимися мыслителями, как Августин и Ири-ней, оставалось господствующим в течение многих веков.
Тем не менее на протяжении почти всего Нового времени после Коперника, Галилея и Ньютона наиболее распространенным было представление о том, что Вселенная бесконечна как в пространстве, так и во времени. Затем, начиная с середины XIX в., это представление стало постепенно вытесняться и наконец перестало доминировать. Веру в начало мира сейчас разделяет большинство современных ученых. По этому вопросу, как известно студентам, изучающим
96
97
физику и астрономию, имеется обширная литература. Поскольку предмет настоящей книги — осмысление человеком своего места в мире, то мы ограничимся тем, что перечислим лишь основные причины, которые приводят ученых к представлению о начале мира, оставив множество интереснейших деталей этого вопроса для анализа специалистам в области физики и космологии.
Красное смещение света. Так называемое красное смещение света, исходящего из отдаленных галактик, обнаруженное астрономом Эдвином Хабблом, интерпретируемое как эффект Допплера, свидетельствует о том, что галактики удаляются друг от друга. Конечно, если Вселенная расширяется, то отсюда следует, что в прошлом она была меньше, чем она есть сейчас. Хокинг и Пенроуз в 1970 г. подтвердили высказанное ранее предположение выдающегося русского геофизика и математика А. А. Фридмана, показав, что если общая теория относительности верна и если Вселенная содержит именно то количество вещества, которое мы наблюдаем, тогда должно было быть начало, которое физики и математики называют сингулярностью, точкой, где теория относительности не действительна30. Это начало Вселенной принято называть Большим Взрывом.
Космическое микроволновое фоновое излучение. В 1965 г. Пензиас и Уилсон, установив сложную антенну, выявили микроволновое фоновое излучение при температуре 2,7 градуса по Кельвину (то есть при температуре на 2,7 градуса выше абсолютного нуля), которое пронизывает космос по всем направлениям. Они доказали, что это излучение появилось в момент возникновения Вселенной и является своего рода остаточным следом Большого Взрыва. Это излучение оказалось с высокой точностью изотропным, то есть одинаковым во всех направлениях, что подтвердило теоретические выводы Фридмана. Исследования Пензиаса и Уилсона подтвердили и теоретическое предсказание фонового излучения, которое было сделано Георгием Гамовым в 1948 г. За свое открытие Пензиас и Уилсон были награждены Нобелевской премией.
Термодинамика. Во Вселенной протекает множество необратимых процессов, в частности термодинамических. Каждый из нас имел возможность наблюдать, что поток тепла идет в одном направлении — от теплых тел к холодным, а не в обратном — от холодных тел — к теплым. Этот факт заключен во втором законе термодинамики, в результате приложения которого ко всей Вселенной ученые пришли к доказательству того, что Вселенная движется по направлению к состоянию термодинамического равновесия, при котором все имеет одинаковую температуру. Поскольку очевидно, что Вселенная еще не достигла термодинамического равновесия, она не могла существовать вечно. И здесь можно привести простой пример. Если мы заходим в ванную комнату и замечаем, что температура воды в ванне теплее, чем сама ванна, то мы можем сделать вывод о том, что после наполнения ванны прошло определенное конечное время. А если мы видим, что вода в ванне имеет ту же самую температуру, что и ванна, то мы можем заключить на основании наших физических знаний, что так было всегда.
Приведем еще один способ, как можно проиллюстрировать второй закон термодинамики. Мы можем сказать, что в закрытой системе беспорядок (или, иначе говоря, энтропия) нарастает, так что Вселенная "раскручивается" в направлении максимального беспорядка по отношению к тому состоянию, в котором она была "свернута". А единственное, что мы знаем о дедушкиных часах, — это то, что если они продолжают идти, это значит, что они шли не всегда!
Неприятие идеи начала мира
Не все ученые убеждены, что модель Большого Взрыва верна. Существуют альтернативные интерпретации красного смещения. А недавно были обнаружены данные, свидетельствующие о том, что скорость расширения Вселенной, по-видимому, увеличивается, что говорит о существовании неизвестной до сих пор силы, которая действует в направлении, противоположном силе притяжения.
Некоторые ученые и философы не приемлют идею начала мира по мировоззренческим соображениям. По этому
98
99
поводу интересное замечание высказал в свое время Энгельс: "...создан ли мир богом или он существует от века? Философы разделились на два больших лагеря сообразно тому, как отвечали они на этот вопрос. Те, которые утверждали, что дух существовал прежде природы, и которые, следовательно, в конечном счете, так или иначе признавали сотворение мира... [они] составили идеалистический лагерь. Те же, которые основным началом считали природу, примкнули к различным школам материализма"31. В аналогичном ключе высказывается Стефан Хокинг: "Многим людям не нравится идея начала мира, вероятно, потому, что она имеет привкус божественного вмешательства"32. Одним из таких ученых является Артур Эддингтон (1882 — 1944), который рассуждает следующим образом: "С философской точки зрения, представление о начале порядка вещей в Природе, который мы имеем сегодня, кажется мне совершенно неприемлемым... Мне бы хотелось здесь найти какой-то настоящий выход из положения"33. Можно привести и другие примеры неприятия обсуждаемой идеи. Так, в середине XX в. Голд, Бонди, Хойл и Нарликар выдвинули ряд теорий стационарной Вселенной, в которых они утверждают, что Вселенная всегда существовала и что материя постоянно создавалась для того, чтобы поддерживать постоянную плотность предположительно расширявшейся Вселенной. Скорость создания материи, которая вытекала из их теории, была чрезвычайно медленной — один атом на кубический метр за десять миллиардов лет! Это, между прочим, означает, что не существует реальной возможности проверки их теории путем наблюдения.
Вопросом о том, какие мотивы лежали в основании разработки этой теории, заинтересовался один из известных научных еженедельников — журнал "Nature" ("Природа"). В нем была опубликована статья Джона Гриббина, в которой он указывает, что одним из наиболее важных мотивов, которые двигали Хойлом и Бонди при создании теории стационарности, были философские и теологические пробле-
100
мы, возникающие при допущении начала Вселенной, в частности, в связи с источником ее происхождения34.
Другой хорошо известный ученый, который находит идею начала мира совершенно неприемлемой, — Джон Мэд-докс, бывший редактор журнала "Nature". Он объявил идею начала мира "глубоко неприемлемой", потому что из нее вытекает представление о происхождении мира из Высшей сущности, что, в свою очередь, дает креационистам серьезные аргументы для обоснования их убеждений"35.
Историческая ирония данной ситуации заключается в том, что в XVI в. многие люди сопротивлялись научным новшествам, потому что им казалось, что научные находки ставят под сомнение веру в Бога, тогда как в XX в. научные представления о начале мира встречают возражение потому, что они воспринимаются как способствующие укреплению веры в Бога.
Как бы то ни было, но среди ученых сегодня превалирует точка зрения, согласно которой пространство-время имели начало. Постараемся объяснить, Что произошло в самом начале
Некоторые ученые утверждают, что ни к чему искать причины начала Вселенной, поскольку таковых нет. Но поскольку, говорят они, любое рассуждение должно с чего-то начинаться, можно начать с существования мира. Однако эта точка зрения в высшей мере неудовлетворительна, поскольку не объясняет ни рациональную познаваемость мира, ни его гармоничное устройство. Кроме того, было бы странно, как указывает Кейт Уорд, "думать, что существует причина для каждого явления, за исключением причины самого важного, в чем заключено существование всех других вещей, а именно самой Вселенной"36. Неутолимая жажда объяснить все на свете явно не даст человечеству забыть об этом вопросе.
Другие люди искренне считают, что Вселенная может быть объяснена из себя самой. Так, химик из Оксфорда Питер Аткинс считает, что "пространство-время порождает свою собственную пыль (dust) в процессе своего само-образования (self-assembly)"37. Он называет это "космической
101
самонастройкой"38 (cosmic bootstrap), указывая на внутреннюю противоречивость идеи о том, что кто-то может поднять себя, если будет тащить себя вверх за шнурки своих собственных ботинок. Кейт Уорд не сомневается, что взгляд Аткинса на Вселенную столь же очевидно противоречив, сколь противоречиво название предложенного им принципа, и указывает, что "логически невозможно, чтобы причина вела к некоторому следствию, не предшествуя следствию в своем существовании". Уорд заключает: "Гипотеза Бога и гипотеза космической самонастройки не могут соперничать между собой. Мы всегда справедливо считали, что люди или миры, которые стремятся тащить себя за свои собственные шнурки, обречены на провал"39. Ни мир, ни именинный пирог из нашего примера не могут ни породить, ни объяснить самих себя. Аткинсово объяснение происхождения мира с помощью идеи самозарождения в большей мере связано с его материалистическими, нежели с научными взглядами.
Тогда как Стефан Хокинг, по-видимому, согласен с позицией, которую мы иллюстрировали на примере с именинным пирогом, то есть с мыслью, что наука не может ответить на вопрос, зачем существует Вселенная. Он пишет: "Обычный научный подход, который состоит в конструировании математической модели, непригоден, чтобы ответить на вопросы, зачем должна существовать Вселенная, которую наша модель описывает. Зачем Вселенной нужно брать на себя все тяготы бытия? Неужели единая теория мира является столь мощной, что может породить самое себя? Или для этого все-таки нужен создатель, и если так, то оказывает ли он на Вселенную какое-то влияние?'"10
Трудно понять, что Хокинг имеет в виду, когда говорит о теории, порождающей свое собственное существование. Человек обладает способностью формулировать математические законы, описывающие природные явления, причем иногда точность этих описаний поразительна. Однако открываемые им законы не могут сами по себе быть порождающей причиной явлений. Так, с помощью законов Ньютона мож-
но описать движение бильярдного шара, но шар начинает двигаться только тогда, когда игрок ударяет по нему кием. Законы помогают нам описать траекторию движения бильярдного шара, если мы знаем начальные условия и если мы уверены, что ничто не повлияет на эту траекторию, но они не могут вызывать движение шара, не говоря уже о том, чтобы создать его. Законы ничего не могут создать.
Важно также осознавать, что теоретические сложности, связанные с представлением о начале мира, весьма существенны. Согласно так называемой стандартной модели, Вселенная вблизи начала своего существования была столь же невероятно огромной, сколь и невероятно маленькой. Уровень малых величин описывается квантовой теорией, которая объясняет поведение атомов и их составляющих. Физики показали, что мы должны думать в терминах квантовой космологии, чтобы анализировать первые доли секунды существования Вселенной, где "дробление" (split) означает практически непостижимый промежуток времени, так называемое Планковское время, равное 10-43 сек. Это время можно обозначить с помощью цифры 0, 00...001, где вместо многоточия стоит 42 нуля. Основная идея здесь заключается в том, что на уровне предельно малых величин неизбежны неопределенность и непредсказуемость, которые управляются принципом неопределенности Гейзенберга. Этот принцип полагает предел нашей способности определять значения измеряемых величин, типа положения и импульса атомных и ядерных частиц. Так, элемент неопределенности вводится таким образом, что, хотя мы можем определить с некоторой вероятностью, что произойдет некоторое квантовое событие, скажем, радиоактивный распад частицы, мы не можем точно его зафиксировать. Существует некая "неопределенность" поведения, которую нельзя устранить. Высказывается предположение, что каким-то образом эта неопределенность создает вероятность возникновения Вселенной как флуктуации в квантовом вакууме41.
Теоретические исследования Хокинга и Хартла привели их к созданию математической модели, включающей по-
102
103
нятие "воображаемого времени"42, которое, по их мнению, устраняет сингулярности и тем самым снимает вопрос о Творце. Но, на самом деле, этого не происходит.
Проблема данной и других аналогичных концепций не только в их высокой спекулятивности, но еще и в том, что утверждение о возникновении Вселенной в результате флуктуации в квантовом вакууме, просто отодвигает вопрос о ее начале на один шаг, поскольку за этим утверждением неизбежно встает вопрос о том, откуда взялся квантовый вакуум.
И, что более важно, подобные концепции оставляют без ответа вопрос о том, каково происхождение законов, управляющих таким вакуумом. Что же касается воображаемого времени, то Хокинг допускает следующее: "В реальном времени Вселенная имеет начало и конец в сингулярных точках, которые образуют границу пространства-времени и в которых законы науки не действуют"43.
Итак, существует удивительное согласие между разными учеными в том, что Вселенная имела начало. Попытки доказать, что Вселенную можно объяснить самое из себя, являются столь же внутренне противоречивыми, сколь неудовлетворительным является некритичное принятие представления о начале мира как о сугубо материальном факте.
Когда мы больше узнаем о Вселенной, о ее познаваемости и гармоничном устройстве, то укрепляются позиции веры в Бога-Творца, Который создал наш мир с определенной целью, как вывода, способствующего наилучшему объяснению того, зачем мы живем в этом мире. Именно по этой причине Алан Сэндэйдж, лауреат Крэфурдской премии по астрономии, аналогичной Нобелевской, который широко известен как отец современной астрономии, говорит: "Я считаю совершенно невероятным, что такой стройный порядок возник из хаоса. Для существования подобного порядка должен быть какой-то организационный принцип. Бог для меня — это тайна, но Он служит объяснением чуда бытия — почему получилось так, что имеется мир, а не ничто"44 .
ПРИМЕЧАНИЯ
Об эффекте параллакса см., напр.: Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. 2-е изд. М.: Педагогика, 1986. С 207 - 208.
Simpson G. G. The Meaning of Evolution. Yale, 1949. P. 344.
Цит. пo: Sire J. The Universe Next Door. Downers Grove: InterVarsity Press, 1988. P. 13.
Dyson F. Energy in the Universe // Scientific American. 1971. N 224. P. 50.
Davis P. The Mind of God. L.: Simon and Schuster, 1992. P. 232.
Ibid. P. 150.
Polkinghorne J. Reason and Reality. L.: S P С К, 1991. P. 76.
Вигнер E. Этюды о симметрии. М.: Мир, 1971. С. 183, 193.
Дирак П. А. М. Эволюция взглядов физиков на картину природы // Вопросы философии. 1963. N 12. С. 85 - 86. См. также: Дирак П. А. М. Воспоминания о необычайной эпохе. М.: Наука, 1990. С. 52 - 53.
American Scientist. 1985, N 73. P. 12.
Эти высказывания Хокинга и Суинберна являются прекрасными примерами того, что мы имеем в виду под логической согласованностью различных уровней объяснения, которые мы иллюстрировали на примере с тетушкиным пирогом (см. Раздел 2, Б. 1).
Haldanc J. В. S. Possible Worlds. L.: Chatto and Windus, 1945.
Ward K. God, Chance, and Necessity. Oxford: One World Publications, 1996. P. 1.
14. Hooykaas R. Religion and the rise of modern science. Edinburgh: Scottish Academic Press, 1972.
Waddington С. H. (cd.) Science and Ethics. L.: Allen and Unwin, 1942. P. 115- 116.
Russel С The Conflict Metaphor and Its Social Origins // Science and Christian Belief. 1989, N 1. P. 3 - 26.
Другие примеры, иллюстрирующие наш тезис, можно найти в книге: Ross Н. The Creator and the Cosmos. Colorado Springs: NavPrcss, 1995. P. 111-145.
Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, 1982, N 20. P. 16.
Davies P. God and the New Physics. 1983.
Guth A. H. Inflationary Universe // Phys. Rev. 1981, D. 23. P. 348.
Penrose R. The Emperor's New Mind. Oxford: Oxford University Press, 1989. P. 344.
Davis P. The Cosmic Blueprint. N. Y.: Simon and Schuster, 1988. P. 203.
Ross H. Op. cit. P. 138 - 139.
Margenau and Varghese (eds.) Cosmos, Bios and Theos. La Salle III., Open Court, 1992.
Leslie J. Universes. L.: Routledgc, 1989. P. 14.
104
105
Deutsch D. The Fabric of Reality. L.: Penguin, 1997.
Polkinghorne J. One World. SPCK. L, 1986. P. 80.
Swinburne R. The Existence of God. Oxford: Oxford University Press, 1995. P. 68.
Harrison E. Masks of the Universe. N. Y.: Macmillan, 1985. Pp. 252, 263.
Hawking A. A Brief History of Time. L.: Bantam Press, 1988. P. 50.
Энгельс Ф. Людвиг Фейербах и конец классической немецкой философии // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 21. С. 283.
Hawking А. Ор. cit. Р. 46.
Eddington A. The End of the World: From the Standpoint of Mathematical Physics//Nature. 1931. N 127. P. 450.
Nature, 1976. N259.
Nature, 1989. N 340. P. 425.
Ward K. Op. cit. P. 23.
Atkins P. Creation Revisited. Harmondsworth: Penguin, 1994. P. 143.
Термин "космическая самонастройка" и его критический пафос основаны на непереводимой игре слов. Дело в том, что слово "самонастройка" в английском языке состоит из двух корней - "boots" - ботинки и "trap"- ловушка (прим. перев).
Ward К. Op. cit. Р. 49.
Hawking A. Op. cit. Р. 174.
Выражение "квантовый вакуум" может смутить или запутать человека, не знакомого с физической терминологией, поскольку под вакуумом обычно понимают пустоту. Квантовый вакуум - это термин, который физики используют для обозначения квантового поля в его основном, или наиболее низкоэисргстическом состоянии. В этом смысле нельзя сказать, что это "пустота". Когда говорят о поле в его основном состоянии, то имеется в виду, что прежде всего есть поле с его свойствами массы, энергии и проч.
Сделаем примечание для математиков. В этой модели используются комплексные числа для того, чтобы учесть тот факт, что в теоретической модели Вселенной на самом раннем этапе ее становления геометрия пространства-времени включает два "временных" измерения, которые понимаются точно так же, как пространственные измерения.
Hawking A. Op. cit. Р. 139.
New York Times. 1991,12 March. P. B9.
Иллюстрации к Главе 3.