Идеи с границы познания. Эйнштейн, Гёдель и философия науки - Джим Холт

четырнадцати миллиардов лет назад, когда произошел Большой взрыв, и часть его останется вполне пригодной для жизни наших потомков еще добрых сто миллиардов лет, даже если вся конструкция в целом будет и дальше расширяться.

Однако два десятка лет назад астрономы посмотрели в свои телескопы и заметили кое-что неприятное. Их наблюдения показали, что расширение Вселенной происходит вовсе не плавно и величественно, постепенно замедляясь, как предсказывали уравнения Эйнштейна. Наоборот, оно ускоряется. Очевидно, существует какая-то «темная энергия», противодействующая гравитации, и она расшвыривает галактики в разные стороны в бешеном темпе. Новые измерения после рубежа тысячелетий подтвердили эту странную находку. 22 июля 2003 года газета New York Times вышла со зловещим заголовком: «Астрономы сообщают об обнаружении темной энергии, которая расщепляет Вселенную». Дэвида Леттермана это открытие настолько обеспокоило, что он несколько вечеров подряд упоминал о нем в своем монологе в передаче Late Show и недоумевал, почему New York Times закопала эту статью на странице А13.

До недавнего времени кончина Вселенной выглядела несколько приятнее или хотя бы отдаленнее. Примерно в середине прошлого века космологи выяснили, что варианта развития событий два. Либо Вселенная так и будет расширяться бесконечно, в ней станет холодно и темно, поскольку звезды одна за другой погаснут, черные дыры испарятся, а все вещественные структуры распадутся в океан элементарных частиц, который будет разжижаться все сильнее и сильнее – то есть наступит Большое охлаждение, либо когда-нибудь расширение прекратится, Вселенная схлопнется обратно и произойдет мощный взрыв, который все уничтожит, – Большое сжатие.

Какой из этих сценариев реализуется, зависело от одного важнейшего параметра: сколько на самом деле во Вселенной всего. Так, по крайней мере, гласила общая теория относительности Эйнштейна. Все во Вселенной, то есть вещество и энергия, порождает гравитацию. А гравитация, как скажет вам любой школьник, все засасывает. Она притягивает тела друг к другу. Если вещества и энергии, а следовательно, гравитации, во Вселенной много, то расширение Вселенной в конце концов остановится и обратится вспять. Если его мало, гравитация лишь замедлит расширение, но оно будет идти вечно. А значит, чтобы определить, чем кончится Вселенная, рассудили космологи, достаточно ее взвесить. Предварительные оценки с учетом видимых галактик, так называемого темного вещества и даже возможной массы крошек нейтрино, которые роятся в промежутках, показали, что Вселенная весит ровно столько, чтобы замедлить расширение, но не столько, чтобы обратить его.

Надо сказать, что с точки зрения судеб космоса Большое охлаждение ничем не лучше Большого сжатия. В первом случае температура падает до абсолютного нуля, во втором растет до бесконечности. Что выбрать – гибель во льдах или в пламени? Однако некоторые ученые, наделенные богатым воображением и, как и Вуди Аллен, преследуемые картинами конца света, придумали, как наши далекие потомки сумеют организовать все так, чтобы наслаждаться жизнью вечно, несмотря на неприятные обстоятельства. При сценарии Большого охлаждения наши потомки получат бесконечно много впечатлений, которые просто будут становиться все медленнее и медленнее с большими перерывами на сон. При сценарии Большого сжатия у них будет бесконечно много все более и более быстрых впечатлений, стремящихся к финальной вспышке. Так или иначе, прогресс цивилизации не имеет конца. Так что поводов для экзистенциальной грусти у нас нет.

Однако новость об обнаружении темной энергии, похоже, все изменила (понятно, почему она так напугала Дэвида Леттермана). Она сулит неизбежную гибель разумной жизни в очень и очень далеком будущем. Где бы вы ни находились, остальная Вселенная в конечном итоге разлетится от вас со скоростью света и ускользнет навеки за горизонт познаваемого. Тем временем сужающийся регион пространства, еще доступный вам, наполнится коварным излучением, которое в конце концов погасит все возможности для переработки информации, а с ними – и саму возможность думать. Похоже, нас ждет не Большое сжатие, не Большое охлаждение, а кое-что похуже – Большой распад. «Все наши знания, цивилизация и культура обречены на забвение», – заявил прессе один видный космолог. Такое чувство, что маленький Элви Зингер все-таки был прав. Вселенная «развалится», и это и правда будет конец всего, даже Бруклина.

Когда я об этом услышал, то невольно задумался о надписи, которую кто-то предлагал делать над входом во все церкви: «Если это правда, это важно». И в применении к космологии, науке о Вселенной в целом, это очень большое «если».

К замечаниям о судьбах мироздания, просачивающимся в газеты, всегда следует относиться скептически. Еще в девяностые некоторые астрономы из Университета Джонса Хопкинса вызвали газетную сенсацию, заявив, что космос голубой, а всего через два месяца снова попали в газету с заявлением, что на самом деле он бежевый. Казалось бы, легкомысленный пример, но мнения космологов даже по более серьезным вопросам, например об участи Вселенной, обычно меняются примерно раз в десять лет. Как сказал мне один из них, космология на самом деле вообще не наука, поскольку невозможно проделывать эксперименты над Вселенной. Скорее это детектив. Даже термин «эсхатология» (от греческого слова, означающего «самый далекий»), которым часто называют теории о конце Вселенной, позаимствован из богословия.

Я решил, что еще успею поволноваться из-за того, что в какую-то немыслимо далекую эпоху исчезнет абсолютно все, а пока полезно поговорить с несколькими ведущими космологами. Насколько они убеждены, что космос расширяется в катастрофическом, неукротимом темпе? Правда ли, что разумная жизнь из-за этого обречена на гибель? Как они, будучи учеными, могут не моргнув глазом рассуждать об участи «цивилизации» и «разума»?

Начать было естественно с Фримена Дайсона, англичанина, работавшего в Институте передовых исследований с начала 1940-х[28]. Дайсон – один из отцов-основателей космической эсхатологии, которую сам признает предметом «слегка нереспектабельным». Кроме того, Дайсон относится к далекому будущему с пламенным оптимизмом: по его представлениям, вселенная будет бесконечно расширяться, наращивая сложность и насыщенность, и в этой вселенной жизнь сохранится навечно и даст о себе знать своим соседям в невообразимо далеких уголках пространства-времени. В 1979 году он написал статью «Время без конца» (Dyson, F., Time Without End), где с опорой на законы физики показывает, как человечество может бесконечно процветать в медленно расширяющейся Вселенной, даже если звезды погаснут, а температура упадет до абсолютного нуля. Суть в том, чтобы приспособить свой метаболизм к постепенному падению температуры, думать все медленнее и медленнее и устраивать себе периоды анабиоза все дольше и дольше, а между тем внешняя информация будет испускаться в пустоту в виде рассеиваемого тепла. Таким образом, по расчетам Дайсона, сложное общество может существовать вечно при конечных запасах энергии, эквивалентных всего восьми часам солнечного света.

Когда я приехал к Дайсону, в Принстоне шел