Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего - Харрис Жереми

Из предыдущей главы мы узнали, что частицы терпеть не могут находиться в одном месте за раз, с неизбежностью размазываются и оказываются в нескольких местах одновременно. Я сказал вам, что это называется принципом неопределенности Гейзенберга, и пошутил, что субатомные частицы – как плохие соседи по общежитию (надеюсь, шутка тогда прозвучала уместно; думаю, стоит подождать отзывов на «Амазоне»).

Так или иначе, еще я сказал, что вы можете думать об этом квантовом размазывании как о силе, которая в соответствии с теорией Эверетта непрерывно порождает новые параллельные вселенные.

Представим, что принцип неопределенности вынуждает электрон размазаться и оказаться в двух местоположениях. Одно из них такое, что наша частица ровнехонько врезается в другую, та – в следующую и в конце концов начинается Третья мировая. Зато во втором электрон в итоге не оказывает на историю вселенной сколько-нибудь интересного влияния.

При таком сценарии субатомное размазывание, вызванное принципом неопределенности, породило два очень разных ответвления мультивселенной – вселенную с Третьей мировой войной и вселенную более обыденную и безопасную:

Однако такое размазывание и образование ответвлений – не новость. Это происходит с начала времен.

Космологи спорят о том, что произошло в первые моменты существования вселенной. Они, как и квантовые физики, рассказывают разные, противоречащие друг другу истории в попытках объяснить, как получилось то, что мы имеем сегодня. Одни говорят, что вселенная родилась при коллапсе другой вселенной, другие – что она возникла в результате причудливых квантовых эффектов. Древние скандинавы верили, что она появилась из подмышки ледяного великана Имира, однако недостаточно четко описывали физику процесса, поэтому неясно, насколько их гипотеза правдоподобна.

Но я не космолог, поэтому просто возьму и замету под ковер внутренние противоречия в целой научной области, а сам изложу тот вариант, который из всего, что может пока предложить космология, ближе всего к консенсусу.

В самом начале существования нашей вселенной был краткий период, когда все известные нам на сегодня законы физики не действовали. В той фазе вселенная была примерно в миллиард раз меньше протона, который примерно в сто тысяч раз меньше атома, который примерно в миллиард раз меньше левого бицепса Арнольда Шварценеггера сразу после тренировки.

А потом начались странности – вселенная принялась расширяться с абсолютно мозголомной скоростью. Не прошло и 0,00000000000000000000000000000001 секунды, а она уже стала с капельку дождя. Вроде бы мелочь, но, чтобы столь быстро достичь такого размера, пространство должно было расширяться со скоростью, превышающей скорость света.

Если бы мы с вами тогда существовали, были примерно нанометр ростом и находились в нанометре друг от друга, за тот период резкого расширения нас растащило бы в стороны так далеко, что в итоге в более поздней вселенной нас разделяли бы галактические расстояния. Именно поэтому крошечные колебания плотности вещества в ранней вселенной оказали колоссальное влияние на структуру всего космоса в будущем. Если бы у Бога было специфическое чувство юмора, вероятно, именно то время он выбрал бы для того, чтобы вырезать свои инициалы на ткани вселенной, зная, что через миллиарды лет они будут увековечены в структуре и распределении галактик.

Именно в той ранней фазе возникли фундаментальные силы – гравитационная, электромагнитная и ядерные – и на сцену вышли первые частицы.

Эти частицы подчинялись тем же самым законам квантовой механики, о которых мы говорили все это время. Согласно картине Эверетта, они размазывались в соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга и в конце концов оказывались во множестве мест одновременно. Затем эти размазанные частицы давали начало новым ответвлениям мультивселенной, а там уже размазывались снова и порождали следующие ответвления. Очень скоро вселенная превратилась в колоссальную мультивселенную, где в разных параллельных временных линиях воплощались все мыслимые расстановки частиц.

А поскольку весь этот цирк с размазыванием и ответвлениями начался в те времена, когда крошечные отклонения в поведении частиц могли в дальнейшем привести к масштабным последствиям для структуры и распределения галактик, мультивселенная содержит огромное (потенциально бесконечное) количество ответвлений с разными вариантами устройства космоса.

Хотя почти все эти вселенные-ответвления обладают чертами нашей – в них рано или поздно появляются звезды, планеты, галактики и так далее, – конкретные звезды и планеты там могут быть совсем не такими, как у нас. В подавляющем большинстве вселенных не будет сколько-нибудь узнаваемого Млечного Пути, не говоря уже о Солнце, Земле и убийце Джеффри Эпштейна.

Но найдутся среди этих вселенных и совсем невообразимые. Например, частицы Солнечной системы, в принципе, могут сложиться в рельеф морщин на лбу Гордона Рамзи (в соответствующем масштабе), и где-то существует ответвление мультивселенной, которое пошло по этому пути.

Но что еще удивительнее: если абсолютно неодушевленные атомы в принципе способны соединиться так, чтобы создать молекулу, которая навострится воспроизводить саму себя, значит, это тоже где-то да произойдет.

Именно так появились мы.

От физики к биологии

Как же перейти от безжизненной кучки атомов к человеческой цивилизации, низкоуглеводным диетам и автоматическому обзвону?

Вероятно, все началось с очень специфической структуры – самовоспроизводящейся молекулы. Это была молекула, чья форма и структура заставляли ее организовывать окружающее вещество в копии самой себя.

Если вам представляется, что странноватое это занятие для молекулы, что ж, так и есть! Подавляющее большинство молекул не умеют сами себя воспроизводить. Но некоторые так делают, и об одной из них вы, вероятно, хоть краем уха слышали.

В середине 2000-х на медицинском небосклоне взошла новая звезда – коровье бешенство, болезнь, из-за которой модно было беспокоиться. Считалось, что ее вызывает особая белковая молекула неправильной формы под названием «прион». Прион умеет делать один фокус – он обожает перестраивать нормальные белковые молекулы, превращая их в собственные копии. А копии затем повторяют процесс, что нередко приводит к смертельным заболеваниям.

В природе встречаются и другие примеры самовоспроизведения, однако самовоспроизводиться, перестраивая уже существующие белки, – совсем не то, что создавать новые самовоспроизводящиеся молекулы с нуля, и никто не имеет ни малейшего представления, как осуществился этот гораздо более сложный процесс. И все же догадки строить никто не запрещал, и химикам удалось доказать, что самовоспроизводящиеся молекулы могут-таки возникать. Для этого ученые смешали компоненты, которые (уверены они процентов на двадцать) существовали на нашей планете в те времена, когда зародилась жизнь.

Впрочем, как бы первая самовоспроизводящаяся молекула ни появилась, она создавала свои копии, которые обычно были тождественны оригиналу. Но время от времени случались ошибки – и копия получалась дефектной. Большинство дефектных копий утрачивали способность к самовоспроизведению, поскольку для него нужны особые молекулярные структуры, которые нестабильны и распадаются при практически любых изменениях.

Однако очень редко самовоспроизводящаяся молекула порождала копию, которая копировала себя даже лучше, чем оригинал. Эта новая молекула в конце концов вытесняла изначальную, победив в конкуренции, и заполоняла все вокруг своими дефектными копиями, причем некоторые из них самовоспроизводились еще лучше. И этот цикл продолжался, пока в какой-то момент одна такая молекула не проникла внутрь своего рода мыльного пузырька – и возникло что-то вроде первой клетки.