И вот что заметил Хаббл, наблюдая за звездами: их свечение смещено в сторону красной части спектра, причем чем дальше звезда, тем сильнее смещение. Он объяснил это «красное смещение» тем, что звезды удаляются от нас, по аналогии со смещением, известным как «эффект Допплера», которое происходит со звуком при сдвижении его источника. Таким образом, получилось, что чем дальше звезда, тем быстрее она движется. Это означает, что звезды должны удаляться не только от нас, но и друг от друга, словно стайка птиц, в испуге разлетающихся в разные стороны.
Вселенная расширяется, сделал вывод Хаббл.
Не в том смысле, что расширяется во что-то, конечно. Нет, это значит, что растет пространство внутри самой Вселенной. Его вывод заставил навострить уши физиков, ведь он полностью соответствовал одному из трех их сценариев развития событий: либо Вселенная не меняется, либо растет, либо сжимается. Они и прежде знали, что один из этих вариантов правилен, но вот какой? Теперь они получили ответ. Если мы принимаем версию, что Вселенная расширяется, то можно рассчитать, где находилась изначальная точка. Повернув время вспять, увидеть, как уходящая в прошлое Вселенная сожмется в единственную точку. И если вновь повернуть время в правильном направлении, то становится ясно, что все сущее выросло из одной-единственной точки, то есть произошел Большой взрыв. Подсчитав же скорость расширения Вселенной, мы и получаем примерную дату Большого взрыва – 15 миллиардов лет назад.
Напомним, что другим свидетельством в пользу теории Большого взрыва является так называемое «эхо». Большой взрыв произвел огромное количество радиации, распространившейся по Вселенной. За прошедшие миллиарды лет оно превратились в «фоновое излучение», своего рода «холодное» излучение, распространяющееся в пространстве, световой аналог эха, свойственного звуку. Как если бы в момент создания мира Бог прокричал: «Привет!» – и мы до сих пор слышали: «… вет… вет… вет…», отразившееся от далеких гор. В уединенных общинах Плоского мира живут Слушающие монахи, которые в буквальном смысле тратят всю свою жизнь на то, что пытаются распознать среди звуков Вселенной слабые отголоски Слов, приведших ее в движение.
Если немного подробнее, то реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва, должно было бы иметь температуру (аналог громкости) порядка 3 кельвинов (0 кельвинов – это наивозможно низкая температура, равная –273 °C). Астрономы придумали, как измерить температуру космического фонового излучения, и когда они это сделали, то получили ровно 3 кельвина. Таким образом, теория Большого взрыва больше не является досужим вымыслом. Еще недавно большинство ученых в ней сомневались, но после доказательства Хабблом факта расширения Вселенной и впечатляющего совпадения температуры космического фонового излучения им пришлось изменить свое мнение.
В общем, взрыв был. Очень громкий и очень горячий.
Как видите, в отношении «начала» мы находимся на распутье: с одной стороны, «миф о создании» отвечает нашему чувству повествовательного императива, но с другой – мы начинаем осознавать, что идея «Сначала этого не было, а потом – появилось» – всего лишь неудобоваримая «врака детям». Еще больше проблем нам доставляют превращения. Наш мозг клеит ярлыки на все окружающее нас, и мы автоматически воспринимаем эти ярлыки как своего рода габариты. Если на предметах разные ярлыки, мы ожидаем, что между предметами должна быть проведена четкая демаркационная линия. Между тем как Вселенная состоит скорее из процессов, нежели из предметов. Каждый процесс начинается как что-то одно и превращается во что-то иное, никогда при этом не пересекая границы. Еще хуже, когда видимая граница все же есть. Мы тут же указываем на нее с криком «Вот же она!», не замечая больше ничего интересного вокруг.
Наверняка вы не раз слышали в спорах такое выражение: «Нам надо решить, где подвести черту». Например: большинство людей согласны с тем, что аборты позволительны на ранних сроках беременности, но недопустимы на последних месяцах. Однако вопрос: «Где же именно провести черту?» – является предметом жарких дискуссий, и постоянно находятся люди, впадающие то в одну, то в другую крайность. Иными словами, спор ведется вокруг гипотетического момента, когда эмбрион становится человеком, обладающим юридическими и моральными правами. В миг зачатия? Или когда формируется мозг? После рождения? Или он вообще всегда являлся потенциальным человеком, даже «существуя» в виде отдельных яйцеклетки и сперматозоида?
Философия «подведения черты» дает веские политические преимущества людям, вынашивающим тайные замыслы. Сначала вы решаете, чего хотите в первую очередь, и проводите черту там, где против нее никто не станет возражать. А потом постепенно сдвигаете границу туда, где вы действительно хотите ее видеть, утверждая при этом, что сохраняете преемственность. К примеру, соглашаясь с тем, что уничтожение эмбриона является «детоубийством», вы смещаете границу, начиная с которой происходит «убийство», к моменту зачатия; соглашаясь с тем, что люди имеют право читать все, что они хотят, вы в итоге соглашаетесь и с тем, что некто имеет право выложить в Интернет формулу нервно-паралитического газа.
Если бы мы были менее привязаны к идее этикеток и границ, было бы куда легче распознать, что проблема вовсе не в том, где провести воображаемую линию, а в том, правомерна или нет сама идея. Несмотря на то что один полюс – черный, а другой – белый, нет никакой четкой линии, есть лишь оттенки серого, плавно перетекающие один в другой. Эмбрион – это не человек, но он становится им в процессе развития. Нет магического момента, когда он превращается из не-человека в человека, трансформация одного в другое – непрерывна. К сожалению, наша правовая система оперирует черно-белыми терминами «законно» или «незаконно», и никаких оттенков серого для нее не существует. Это приводит к рассогласованности, усугубляющейся тем, что мы используем понятия как ярлыки. Куда лучше было бы расставить приоритеты по-другому: этот край спектра – законен, а тот – незаконен, а серую область, находящуюся посередине, – лучше игнорировать. Если же игнорировать невозможно, можно по крайней мере варьировать степень виновности и соответствующее наказание в зависимости от положения деяния на серой шкале.
Даже такие четкие, черно-белые различия, как живое – неживое, женщина – мужчина, при более пристальном рассмотрении напоминают скорее непрерывный процесс, нежели качественный скачок. В свиных сосисках, которые делает мясник, остается множество живых клеток. Современные технологии позволяют нам, взяв одну из этих клеток, клонировать свинью. Мозг человека может перестать функционировать, но медицина способна поддерживать его тело в живом состоянии. Имеется с дюжину различных комбинаций половых хромосом, из которых лишь ХХ – это чисто женская, в традиционном понимании, а XY – чисто мужская.
Хотя Большой взрыв – это научная история о начале Вселенной, она поднимает важные вопросы, касающиеся ее становления. Иначе говоря, теория Большого взрыва – это элемент пазла, который прекрасно подошел к построенной нами научной картине мира, как на ее атомном, так и на субатомном уровне, со всеми различными типами атомов, протонами, нейтронами, электронными облаками и еще более странными частицами, которые мы находим в космических лучах или в результате столкновения обычных частиц между собой. Физики «нашли», а возможно и придумали, якобы изначальные составляющие всех этих частиц (самые экзотические известны как кварки, глюоны… Ну, по крайней мере, эти названия уже на слуху).
Священным Граалем физики частиц ныне является «бозон Хиггса», который (если он существует) объяснил бы то, почему другие частицы имеют массу. В 60‑х годах ХХ века Питер Хиггс предположил, что пространство заполнено чем‑то вроде квантового «сиропа», получившего название «поле Хиггса». Он предположил, что это поле оказывает воздействие на частицы посредством бозонов, и результатом этого воздействия является масса. В поисках этой самой неуловимой частицы физики тридцать лет строили ускорители все возрастающих размеров и мощности. Например, на 2007 год был намечен запуск нового Большого адронного коллайдера.
В конце 2001 года, проанализировав данные, полученные на его предшественнике, Большом электрон‑позитронном коллайдере (БЭП), ученые объявили, что, скорее всего, бозона Хиггса не существует. В противном случае он обладал бы массой, существенно превышающей ожидаемую. Короче говоря, ученые, работавшие на БЭП, были настроены весьма скептически. Однако подходящей замены теории Хиггса не существует, даже модная концепция «суперсимметрии», в которой каждая известная частица должна иметь пару в виде более массивного аналога, не подходит на эту роль. Суперсимметрия предполагает существование не одной, а нескольких хиггсовских частиц, однако их массы лежат в пределах, в которых, по данным БЭП, никаких частиц нет. Некоторые ученые все еще надеются, что после запуска нового ускорителя бозон Хиггса будет обнаружен. Потому что если этого не случится, им придется пересмотреть самые основы физики частиц.
Какая бы судьба ни постигла бозон Хиггса, ученые уже начинают задаваться вопросом, а существуют ли еще более глубокие слои реальности и частицы, еще более «фундаментальные».
Опять черепахи под черепахами?
Продолжат ли физики уходить все дальше и дальше вниз или в конце концов остановятся? И когда остановятся, будет ли это окончательной разгадкой Самой Последней Тайны или всего лишь произвольной точкой, за которую физическая мысль выйти не в состоянии?
Концептуальная проблема сложна, поскольку Вселенная – это становление, это процесс, мы же упорно стремимся принимать ее за предмет. Мы не желаем смириться, что раньше она была иной, что когда-то частицы вели себя по-другому, что и сейчас Вселенная изменяется и что в один прекрасный день она, возможно, прекратит расширяться и вновь сожмется в Большом хлопке. Мы смирились с тем, что младенец рано или поздно становится взрослым, однако все равно процесс этот нас удивляет. Нам нравятся вещи, остающиеся неизменными, потому что «превращения» просто-напросто не укладываются у нас в голове.
Другой аспект, касающийся первых моментов существования Вселенной, еще более сложен для нашего понимания. Откуда взялись законы? Кому и для чего нужны все эти протоны с электронами, разные кварки и глюоны? Обычно мы делим процессы на две концептуально различные части: исходные условия и те правила, по которым они существуют. Например, для Солнечной системы исходными условиями являются положения и скорости планет в определенный момент времени; под правилами же понимаются законы тяготения и движения, которые подсказывают нам, как положения и скорости планет изменятся в дальнейшем. Однако при размышлении о начале существования Вселенной нам кажется, что исходных условий там не существовало вообще. Ведь не было даже пресловутого «там»! Выходит, что всем заправляли одни только законы. Но откуда они-то взялись? Были ли они кем-то придуманы или размещались в некоем невообразимом безвременье, как бы псевдосуществовали, ожидая, когда нам понадобятся? Или же они развернулись в первые, самые ранние, моменты бытия Вселенной, как только появилось Нечто, и Вселенная создала свои собственные законы одновременно с пространством и материей?
Недавно увидели свет две книги знаменитых ученых, в которых исследуется вопрос возникновения законов. В 2000 году вышла работа Стюарта Кауфмана «Исследования». Она предназначается скорее для биологов и экономистов, однако начинается именно с физических законов. Давая новый ответ на извечный вопрос, что такое жизнь, Кауфман определяет ее как «автономного агента», то есть любой объект или систему, способные перенаправлять энергию и самовоспроизводиться.
Автономность в данном случае означает, что такая система устанавливает собственные законы, определяющие ее поведение. В принципе такие «жизнеформы» могут отличаться от общепринятого понимания «живого». Например, квантово‑механический вакуум – это масса возбужденных частиц и античастиц, возникающих и исчезающих поразительно сложными способами. Вакуум – более чем сложная система для того, чтобы самоорганизоваться в автономного агента. И если такое произойдет, квантовая механика сможет устанавливать собственные законы.
В 1997 году вышла другая примечательная книга, «Жизнь космоса», написанная Ли Смолином. Основной вопрос, на который он пытается ответить, звучит так: может ли Вселенная эволюционировать? В нашей с вами Вселенной существуют такие интересные объекты, как черные дыры – участки пространства-времени, масса которых настолько велика, что ни свет, ни материя не могут их покинуть. Они образовываются в результате коллапса достаточно массивных звезд. Раньше считалось, что черные дыры чрезвычайно редки, теперь их находят повсюду, особенно в центрах различных галактик. Теретически получается, что константы нашей Вселенной необычайно хорошо подходят для порождения черных дыр.
Почему так? Смолин полагает, что каждая черная дыра – это портал в соседнюю вселенную, но поскольку ничто не в состоянии покинуть черную дыру, то мы не можем заглянуть в эту дверь. В частности, в соседних вселенных фундаментальные константы могут быть отличными от наших. Таким образом, вселенные могут размножать свои споры по черным дырам, и будет происходить естественный отбор в пользу тех вселенных, которые породят больше потомства, то есть тех, чьи фундаментальные константы лучше подходят для образования черных дыр. Так что, может быть, мы живем в одном из чьих-то потомков.
Впрочем, у этой теории есть некоторые проблемы. В частности, как проходит селекция? Как вселенные конкурируют между собой? Тем не менее теория весьма любопытная, хотя на первый взгляд и кажется дикой. А кроме того, это – остроумная гипотеза того, как формируются законы вселенной: по крайней мере некоторые из них она может получить «в наследство».
Следовательно, Большой взрыв породил не просто пространство и время, но и физические законы, которые до сих пор действуют в нашем мире. В самом начале своего развития Вселенная постоянно менялась, модифицируя при этом и свои законы. Словно пламя, которое меняет цвет в зависимости от динамики горения и состава горючего материала. Форма языков пламени всегда более-менее одинаковая, но они не получают ее от «родителя». Когда вы зажигаете листок бумаги, огонь создает себя с нуля, используя законы окружающего универсума.
В первые мгновенья жизни Вселенной изменения касались не только состава, температуры и размеров тел. Менялись также и законы, по которым все это преображалось. Однако человек не желает с этим смириться и хочет отыскать вечное и неизменное. Поэтому мы ищем какие-нибудь еще более фундаментальные законы, по которым меняются уже сами законы. Может быть, они-то действительно правят Вселенной, оставаясь вечными и неизменными. А может быть, она просто устанавливает собственные правила по мере своего продвижения вперед.
Глава 7
По ту сторону пятого элемента
ПОСРЕДИ НОЧНОГО БЕЗМОЛВИЯ ГЕКС СЧИТАЛ. По бесчисленным стеклянным трубочкам туда-сюда сновали муравьи. По тонким бронзовым проволочкам пробегали искры сырой магии, то и дело изменяя цвет, когда переключались триггеры логических состояний ГЕКСа. В особой комнате по соседству жужжали ульи, исполняющие роль долговременного запоминающего устройства. Время от времени какая-то пукалка издавала положенные ей звуки. Большие колеса вращались, вдруг останавливались или начинали крутиться в обратную сторону. Но всего этого было недостаточно.
Свет, испускаемый Проектом, упал на ГЕКСову клавиатуру. Вовне явно что-то происходило, но что именно, ГЕКС не понимал. И это его перенапрягало, поскольку там явно было над чем пораскинуть мозгами.
В значительной степени ГЕКС создал себя самостоятельно, поэтому он работал лучше всего, что имелось в университете. Как правило, он старался предварительно разработать детальный план кампании для достижения победы над поставленной перед ним задачей. Пчелы явились отличной находкой: сотовая память функционировала весьма неспешно, зато общий ее объем рос по мере заполнения сот и накопления опыта в пчеловодстве.