Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной

Единственное, что указывает на эту энергию, – ускоряющееся расширение Вселенной. Учитывая, что мы ничего не знаем о природе темной энергии, как можно рассуждать о той роли, которую она играет в нашем существовании? Впрочем, мне кажется, у меня есть одна версия.

В нашей Вселенной есть целый ряд вещей, которые с легкостью можно было бы определить как сущности, в которых нет необходимости. Фундаментальные частицы из поколений II и III в стандартной модели отличаются от частиц поколения I только по массе, и может сложиться впечатление, что это лишние сущности, поскольку они не входят в состав обычной материи. Их роль только предстоит открыть: возможно, они участвуют в синтезе тяжелых элементов внутри звезд или сверхновых или в уничтожении антиматерии[470]. Кроме того, чтобы Вселенная оставалась собой, законам физики приходится отличать частицы от античастиц и видеть разницу между движением времени вперед и назад. Похоже, именно для этого Вселенной требуются как минимум три поколения частиц.

Итак, несмотря на то что некоторые вопросы остаются без ответов, вполне правомерно считать, что мы живем во Вселенной, которая стремится к простоте, оставаясь при этом обитаемой. Почему это так? Чтобы подойти к этому вопросу, нам придется сначала решить проблему тонкой настройки.

НЕПОСТИЖИМАЯ НЕВЕРОЯТНОСТЬ БЫТИЯ

Стандартная модель в физике элементарных частиц описывает не только частицы, такие как кварки, электроны и фотоны, и силы, действующие между ними, но и некоторые крайне маловероятные величины. К ним относятся массы всех фундаментальных частиц и величины сил их взаимодействия. Ни одна из этих величин не предсказана научными теориями. Все значения установлены на основе экспериментальных данных, полученных при помощи коллайдеров, так же как два тысячелетия назад появились эпициклы Птолемея в подтверждение данных астрономических наблюдений. Насколько мы можем судить, все значения этих величин произвольны.

Помните ту воображаемую игру в кости, в которую играли два специалиста по статистике из городка Танбридж-Уэллс Байес и Прайс. Представим, что преподобный Байес хранит свои самые важные бумаги в сейфе, который надежно запирается на кодовый замок. В замке есть 10 ручек, и, чтобы дверца сейфа открылась, нужно повернуть каждую ручку на определенное количество оборотов от 0 до 60. Однако случилось так, что Байес забыл правильную комбинацию и не может открыть сейф. Он в отчаянии оттого, что, возможно, никогда не доберется до своих бумаг, и в этот момент к нему приходит мистер Прайс. Он на всякий случай захватил с собой свой шестидесятигранный кубик и, чтобы как-то отвлечь расстроенного Байеса, предлагает бросить кубик и проверить, нельзя ли с его помощью угадать комбинацию. Байес сначала относится к этой затее скептически, однако поскольку другого выхода нет, соглашается попробовать. Прайс бросает кубик несколько раз и получает комбинацию 55, 23, 48, 5, 76, 22, 35, 59, 41, 8. Байес пробует эту комбинацию на замке, и к его величайшему изумлению, дверца сейфа открывается.

Удивление Байеса вполне объяснимо. Шансы на то, что Прайс правильно угадает числа, составляют 60¹⁰. Другими словами, байесовская вероятность того, что Прайс угадает правильно, составляет 600 миллионов к одному. Мы, безусловно, можем считать, что Прайсу повезло, однако преподобный Байес, скорее всего, попытается объяснить это проще, например ловкой проделкой.

Здесь можно провести аналогию с величинами фундаментальных постоянных, значения которых подчиняются законам распределения случайных величин, однако при этом точность их значения важна для нашего существования. Рассмотрим это на примере масс электронов, протонов и нейтронов, из которых состоит атом. Если принять массу протона за 1, то на массу электрона придется всего лишь 0,0543 % массы протона, в то время как масса нейтрона (как и протона) тоже составит 1. Нам нет необходимости знать все эти массы, однако стоит изменить их значения на долю единицы, и наше существование станет невозможным.

Например, масса нейтрона и масса протона не совсем одинаковые. Если мы примем относительную массу протона за 1,000, то масса нейтрона составит 1,001, то есть нейтрон тяжелее протона на 0,1 %. Вам не кажется это немного странным? Как будто какой-то бог или закон физики потребовал, чтобы у них были одинаковые массы, но кто-то допустил ошибку в расчетах на долю единицы. Может быть, это не имеет значения? На самом деле это имеет огромное значение, поскольку эта разница в 0,1 % объясняет двойственную природу нейтрона в духе доктора Джекила и мистера Хайда, благодаря чему Вселенная остается такой, какая она есть.