Уравнение Бога. В поисках теории всего

Для теоретика все эти критические замечания неприятны, но не фатальны. Что действительно создает проблемы для теоретика, так это предсказание существования мультивселенной из параллельных вселенных, многие из которых куда более безумны, чем все, что может предложить воображение какого-нибудь голливудского сценариста. Теория струн имеет бесконечное множество решений, каждое из которых описывает конечную теорию гравитации, совершенно не похожую на то, что есть в нашей Вселенной. Во многих из этих параллельных вселенных протон нестабилен, так что вся материя распадается, превращаясь в огромное облако электронов и нейтрино. В таких вселенных сложная материя, такая, какой мы ее знаем (атомы и молекулы), не может существовать. Они содержат только газ из элементарных частиц. (Кто-то может возразить, что эти альтернативные вселенные представляют собой всего лишь математическую возможность, что они не реальны. Но проблема в том, что наша теория не имеет предсказательной силы, поскольку она не может сказать, которая из этих альтернативных вселенных реальна.)

На самом деле эта проблема присуща не только теории струн. Например, сколько существует решений для уравнений Ньютона или Максвелла? Их число бесконечно и зависит от того, что вы изучаете. Если начать с лампочки или лазера и решить уравнения Максвелла, то для каждого из этих приборов найдется единственное решение. Но в целом теории Максвелла и Ньютона тоже имеют бесконечное число решений в зависимости от начальных условий, то есть мы возвращаемся к той же ситуации, с которой начали.

Скорее всего, эта проблема характерна для любой теории всего. Любая теория всего будет иметь бесконечное число решений, зависящих от начальных условий. Но как определить начальные условия всей Вселенной? Это означает, что придется вводить условия Большого взрыва извне, вручную.

Многим физикам это представляется каким-то жульничеством. В идеале хотелось бы, чтобы теория сама сообщила нам условия, приведшие к Большому взрыву, включая температуру, плотность и состав в начале Большого взрыва. Теория всего должна сама по себе содержать свои начальные условия.

Иными словами, мы хотели бы получить однозначное и точное предсказание для начала Вселенной. А теория струн предлагает ошеломляющее богатство выбора. Может ли она предсказать нашу Вселенную? Да, может. Это сильное утверждение и цель физиков на протяжении уже почти столетия. Но может ли она предсказать всего одну вселенную? Вероятно, нет. Это и называется проблемой ландшафта.

У этой проблемы существует несколько возможных решений, ни одно из которых не находит широкого признания. Первое – это антропный принцип, который гласит, что наша Вселенная особенная, поскольку в ней есть мы – существа, обладающие сознанием и способные обсуждать этот вопрос. Иными словами, вселенных может существовать сколько угодно, но наша Вселенная – та, условия в которой делают разумную жизнь возможной. Начальные условия Большого взрыва зафиксированы в начале времен таким образом, чтобы разумная жизнь могла сегодня существовать. Другие вселенные, возможно, не имеют самосознающей жизни.

Я ясно помню свое первое знакомство с этой концепцией во втором классе школы. Учитель сказал нам, что Бог так любил Землю, что поместил ее на «правильном» расстоянии от Солнца. Не слишком близко, чтобы океаны не вскипели. И не слишком далеко, чтобы океаны не замерзли. Даже тогда, ребенком, я был ошеломлен этими рассуждениями, потому что в них при помощи чистой логики определялась природа Вселенной. Но сегодня спутники открыли уже четыре тысячи планет, обращающихся вокруг других звезд. Как ни печально, большинство из них располагается либо слишком близко, либо слишком далеко от своей звезды, чтобы поддерживать жизнь. Так что рассуждения моего учителя можно рассматривать двояко. Возможно, действительно существует любящий Бог, а возможно, существуют тысячи мертвых планет, расположенных слишком близко или слишком далеко, а мы с вами живем на той, что в самый раз подходит для поддержания разумной жизни, представители которой могут спорить о подобных вопросах. Аналогично можно допустить, что мы существуем в океане мертвых вселенных, а наша Вселенная – особая только потому, что мы в ней есть и можем обсуждать этот вопрос.

Помимо прочего, антропный принцип позволяет объяснить еще один любопытный экспериментально подтвержденный факт о нашей Вселенной – то, что фундаментальные физические константы в ней точно настроены на создание условий существования жизни. Как писал физик Фримен Дайсон, Вселенная, похоже, знала, что мы должны в ней появиться. Так, если бы ядерное взаимодействие было чуть слабее, Солнце никогда не вспыхнуло бы, и Солнечная система осталась бы темной[50]. Если бы сильное ядерное взаимодействие было чуть сильнее, Солнце выгорело бы миллиарды лет назад. Так что ядерное взаимодействие настроено очень точно.