Романтики.Ру

Антропный принцип: планетарный вариант

Возможно, такое разделение не совсем понятно; постараюсь объяснить его подробнее при помощи так называемого антропного принципа. Название «антропный принцип» было предложено в 1974 году английским математиком Брандоном Картером; впоследствии это понятие более подробно разработали в специальной книге физики Джон Барроу и Франк Типлер.105 Как правило, антропный аргумент применяется ко всей Вселенной, и мы ещё к этому вернёмся. Но мне хочется сформулировать идею в меньшем, планетарном масштабе. Мы существуем здесь, на Земле. Следовательно, Земля — это способная нас породить и поддерживать наше существование планета, какими бы необычными или даже уникальными свойствами она ни должна для этого обладать. Наш тип жизни, например, не может существовать без воды в жидком состоянии. В поисках доказательств существования внеземной жизни экзобиологи сканируют космос, пытаясь отыскать воду. Вокруг типичной, похожей на наше Солнце звезды имеется так называемая зона Златовласки: не слишком горячо и не слишком холодно — а в самый раз — для существования планеты с водой в жидком состоянии. Эта орбитальная зона находится в узком промежутке между слишком далеко удалёнными от звезды планетами, где вода замерзает, и слишком близкими, где она кипит.
Помимо этого, пригодная для жизни планета должна двигаться по орбите, близкой к круговой. Сильно вытянутая орбита, такая, например, как орбита недавно обнаруженной планеты Ксена, в лучшем случае позволит ей пребывать в благоприятной зоне Златовласки только очень недолгое время каждые несколько (земных) десятилетий или столетий. Сама Ксена не попадает в зону Златовласки, даже максимально приближаясь к Солнцу, что происходит каждые 560 лет. Температура кометы Галлея меняется от 47°C в перигелии до минус 270°C в афелии. Орбита Земли, как и всех планет, строго говоря, — эллиптическая (Земля ближе всего к Солнцу в январе, а дальше всего в июле106); однако орбита Земли настолько близка к круговой, что планета никогда не выходит из зоны Златовласки. Положение Земли в Солнечной системе имеет и другие благоприятные для эволюции жизни преимущества. Удачно расположенный гигантский гравитационный пылесос — Юпитер — перехватывает астероиды, которые иначе, столкнувшись с Землёй, могли бы прервать наше существование. Единственная довольно крупная земная Луна стабилизирует ось вращения и способствует развитию жизни различными другими способами.107 Наше Солнце необычно ещё и тем, что не имеет двойника и вызванной его присутствием сложной орбиты. У двойных звёзд могут быть планеты, но их орбиты с большой вероятностью будут слишком неустойчивыми, чтобы жизнь смогла на них развиваться.
Наличие на нашей планете особо благоприятных условий для зарождения и развития жизни объясняют главным образом двумя путями. Теория «разумного замысла» утверждает, что бог создал Землю, поместил её в зону Златовласки и специально для нас отладил все детали. Антропный подход даёт другое объяснение, в чём-то сходное с дарвиновским. Огромное большинство имеющихся во Вселенной планет лежат вне зон Златовласки своих звёзд и непригодны для жизни. Как ни мало количество планет с подходящими для жизни условиями, мы неизбежно находимся на одной из них, коль скоро в данный момент ведём это обсуждение.

Антропный принцип: космологический вариант

Мы живём не только на удобной планете, но и в удобной Вселенной. Само наше существование подтверждает факт «удобства» наших физических законов для возникновения жизни. Не случайно, глядя в ночное небо, мы видим звёзды — они являются непременным условием существования большинства химических элементов, без которых не было бы жизни. Согласно расчётам физиков, окажись физические законы и константы лишь слегка другими, Вселенная развивалась бы так, что жизнь в ней была бы абсолютно невозможна. Различные физики говорят об этом по-разному, но всегда приходят к одному заключению. В книге «Просто шесть цифр» Мартин Риз перечисляет шесть основных постоянных, которые, по мнению учёных, сохраняют свою величину в любой точке Вселенной. Каждая из этих шести величин «точно настроена» в том смысле, что, будь она лишь немного другой, Вселенная значительно отличалась бы от нынешней и, возможно, была бы непригодна для жизни.109
Одной из шести постоянных Риза является константа так называемого «сильного взаимодействия» — силы, объединяющей компоненты атомного ядра, которую необходимо преодолеть при расщеплении атома. Её обозначают буквой E и измеряют как долю переходящей в энергию массы ядра водорода при синтезе из него гелия. В нашей Вселенной значение этой постоянной равняется 0,007, и считается, что для возможности появления химических элементов, необходимых для зарождения жизни, оно обязано быть близким к этой цифре. Как известно, химические реакции представляют собой группировку и перегруппировку 90 с небольшим встречающихся в природе химических элементов Периодической таблицы. Самым простым и широко распространённым элементом является водород. Все другие элементы Вселенной возникли из водорода путём реакции ядерного синтеза. Ядерный синтез — это сложный процесс, происходящий при чрезвычайно высоких температурах, присутствующих внутри звёзд (и водородных бомб). В относительно небольших звёздах, подобных нашему Солнцу, образуются только лёгкие элементы, такие как гелий — второй после водорода элемент Периодической таблицы. Температуры, необходимые для синтеза более тяжёлых элементов, достигаются внутри более крупных и более горячих звёзд; в них происходит цепь термоядерного синтеза, подробно описанная Фредом Хойлом и двумя его коллегами (странно, что Хойл не получил за эту работу свою долю присвоенной другим Нобелевской премии). При взрыве таких больших звёзд может произойти вспышка сверхновой и рассеивание их материала в виде пылевых облаков, включающего различные элементы Периодической таблицы. При постепенном сгущении пылевых облаков образуются новые звёзды и планеты; так образовалась и наша Земля. Именно поэтому она богата не только вездесущим водородом, но и другими, более тяжёлыми элементами, без которых не было бы ни химических реакций, ни самой жизни.
Здесь хочется отметить, что именно величина «сильного взаимодействия» главным образом определяет, какие именно элементы периодической системы будут получены в результате цепочки термоядерного синтеза. Окажись «сильное взаимодействие» слишком слабым, скажем, 0,006 вместо 0,007, — и во Вселенной ничего, кроме водорода, не существовало бы и, соответственно, не было бы сложных химических реакций. Будь оно слишком сильным, например 0,008, весь водород потратился бы на синтез более тяжёлых элементов, а без водорода не могла бы зародиться известная нам жизнь, хотя бы потому, что не смогла бы образоваться вода. Златовласкина величина — 0,007 — замечательно подходит для образования богатого разнообразия элементов, необходимых для интересных химических взаимодействий, способных поддерживать развитие жизни.
Не буду рассматривать здесь остальные величины Риза. О каждой из них можно сказать то же самое: реальное значение находится в зоне Златовласки, за пределами которой жизнь не могла бы существовать. И как же можно это объяснить? Опять: с одной стороны имеем ответ теистов, а с другой — антропный ответ. Теисты утверждают, что, создавая Вселенную, бог точно настроил основные её постоянные, поместив значение каждой в зону Златовласки, чтобы жизнь могла появиться и существовать. Словно перед богом было шесть рукояток, осторожно поворачивая которые он точно настроил каждую константу. Как обычно, объяснение теистов неудовлетворительно, поскольку в нём ничего не говорится о происхождении самого бога. Способный вычислить Златовласкины значения для шести постоянных бог должен быть, по крайней мере, так же неправдоподобен, как и совокупность настроенных шести величин, то есть весьма неправдоподобен — а ведь в этом и заключается суть нашего обсуждения. Получается, что теистский ответ ни на шаг не продвинул нас в решении проблемы. Не остаётся другого выхода, как его отвергнуть, одновременно поражаясь количеству людей, не замечающих противоречия и, кажется, искренне удовлетворённых аргументом о «крутящем рукоятки божестве».