Мне ближе всего определение, согласно которому наблюдателем является тот, кто обладает сознанием и знаниями. То есть, разумное существо, способное независимо измерять физические законы. Именно разумное, а не просто живое, хотя критерии жизни и разумности достаточно расплывчаты.
Я исхожу из того факта, что условная собака-наблюдатель не способна передать информацию, то есть рассказать нам, что именно она видит. Тогда как человек может сообщить данные наблюдения другому человеку.
Некоторые учёные считают, что подобную функцию способно выполнить автономное записывающее устройство. Грубо говоря, хороший компьютер. Я думаю, это не так.
Мне кажется, записывающее устройство не способно в полной мере заменить наблюдателя, потому что тогда некому будет прочесть и понять записанное.
Чтобы передать и принять информацию, нужен осознающий субъект, способный интерпретировать показания детектора.
Важен не сам акт измерения, а факт поступления информации к наблюдателю. В этом смысле наблюдение – это не просто фактическое присутствие в мире, а способность дать оценку происходящему.
Само по себе наличие файла в компьютере, без его расшифровки, никоим образом не расширяет возможные границы познания.
Совсем иное, когда кто-то способен прочесть текст, сделать на его основе адекватные выводы, и начать действовать.
Тогда, и только тогда он сможет наблюдать реальность, чтобы сравнить видимое с расчётами.
Поэтому фиксация данных и их оценка – две большие разницы.
Записывающее устройство не способно оценивать. Это может сделать лишь разумное существо.
Между прочим, именно люди смогли создать искусственную аппаратуру, способную фиксировать измерения. Подобных естественных детекторов нет.
Сам факт нашего существования означает, что на некоторой стадии эволюции Вселенной в ней появляется наблюдатель. Соответственно, все мы объективно являемся участниками происходящих в природе физических процессов.
Мир без наблюдателя некому проанализировать. Компьютер в пустом пространстве, собирающий данные, объективно никому не нужен. Представляется, что во Вселенной без разумных наблюдателей нет никакого смысла.
Мы состоим из атомов, то есть являемся составной частью наблюдаемого материального мира. Наблюдателя невозможно отстранить от процесса наблюдения до момента его смерти. И здесь возникает интересный вопрос.
Смерть отдельного человека не приводит к гибели Вселенной. Но что, если неожиданно исчезнет всё человечество?
Останется ли существовать Вселенная и, если да, то кто сможет это подтвердить?
Кто вправе сказать «Мир реален, мир существует» в ситуации, когда нет никого, кто способен произнести эти слова?
Эти рассуждения заставляют меня задать ещё ряд принципиальных вопросов.
Не приобретает ли Вселенная за счёт наблюдений то, что люди называют объективной реальностью?
Способен ли наблюдатель влиять на наблюдаемые им свойства Природы?
И если да, то напрашивается вывод о том, что наблюдаемая Вселенная такова, потому что существует человек. Это крайне ответственное предположение.
В моей концепции все люди на Земле – равноправные наблюдатели, независимо от пола, возраста, вероисповедания и социального статуса, потому что являются разумными существами во Вселенной, заполненной неживой материей. Такой подход представляет собой пример абсолютной, истиной толерантности, куда более ценной, чем даже некие незыблемые «традиционные» религиозные, нравственные, правовые или демократические принципы и постулаты.
Правда, здесь есть один крайне важный нюанс. Даже не нюанс, а стратегический вопрос: насколько, и с чьей точки зрения, должен быть разумен «истинный» наблюдатель?
Например, если мы посадим за пульт принимающего устройства маленького ребёнка трёх лет от роду, то, совершенно очевидно, он выступит лишь дополнительным передаточным звеном между бездушным неразумным аппаратом и «надлежаще разумным» экспериментатором в лице взрослого человека.
То есть, передать мне бумажку с текстом, дискету или флешку ребёнок, конечно, способен. Но он пока что абсолютно не готов самостоятельно дешифровать смысл передаваемой информации.
Как только мы осознаём этот факт, то сразу же появляется следующий совершенно потрясающий вопрос.
А мы-то сами, отдельные люди и человечество в целом, не являемся ли просто передаточным звеном между фиксацией данных и «истинными» наблюдателями?
Более того, не исключено, что «истинный» наблюдатель вообще только один во Вселенной. И такое допущение совершенно не противоречит ни одной традиционной научной теории.
Есть над чем задуматься.
Глава 5. Инфляционное расширение пространства
Сегодня не осталось сомнений, что начало нашему миру положил Большой Взрыв. Однако, традиционная теория происхождения космоса не даёт ответы на ряд принципиальных вопросов. Вот пять главных:
1.Почему Вселенная такая большая?
2.Почему Вселенная расширяется?
3.Почему Вселенная такая однородная и её разные части столь похожи друг на друга?
4.Почему пространство во Вселенной плоское?
5.Почему в первые моменты жизни Вселенная была очень горячей?
Ответы на эти вопросы дала инфляционная космология, или, проще говоря, теория инфляции.
Она была сформулирована в 1979 году Алексеем Старобинским3 и Аланом Гутом4. Через несколько лет теория была развита в работах Андрея Линде5, Андреаса Альбрехта6 и Пола Стейнхардта7.
Согласно этому представлению, спустя всего 0.00000000000000000000000000000000001 секунды после Большого Взрыва Вселенная пережила стадию мгновенного расширения – инфляцию. За этот неуловимый промежуток времени космос одномоментно расширился минимум в 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 раз.
Чтобы понять, насколько это много, представьте себе, что точка в конце предыдущего предложения мгновенно стала размером с целую галактику.
То есть, за микроскопический период времени Вселенная увеличилась больше, чем за все последующие 14 млрд. лет своей эволюции. Космос расширился с невообразимо огромной скоростью. Инфляция разнесла разные участки неба на гигантские расстояния.
На первый взгляд, кажется, что эта модель противоречит теории относительности Эйнштейна, согласно которой ничто не способно перемещаться быстрее скорости света. Но это не так.
Быстрее света не могут двигаться только материальные тела. А во время инфляции расширяется пространство. Поэтому ограничение, связанное со скоростью света, не действует. При инфляции «перемещается» нематериальная граница области пространства.
Этот механизм продолжает работать и в настоящее время.
Мы наблюдаем, что расстояние от Земли до далёких галактик постоянно увеличивается. Кажется, что скопления звёзд разлетаются друг от друга. На самом деле расширяется пространство между галактиками, а сами они остаются практически неподвижными.
Что же способствовало столь стремительному «разбуханию» космоса?
Ответ состоит в том, что в первые моменты своего существования Вселенная была заполнена инфлатоном, особым полем, обладающим рядом необычных свойств. Главное из них заключается в том, что, при расширении, поле инфлатона не теряет плотность своей энергии. Это ключевой момент.
Из школьной программы физики все знают, что при обычном существенном расширении газ теряет значительное количество энергии и резко охлаждается. По такому принципу, например, работает обычный холодильник, компрессор которого вначале сжимает газ, а потом выпускает его через клапан, вследствие чего в камере понижается температура.
Так вот, после стадии инфляции, наоборот, происходит разогрев. Вся потенциальная энергия расширения пространства высвобождается заново. Поэтому температура возрастает, и Вселенная повторно разогревается.
В эпоху инфляционного расширения главная роль отводится плотности энергии особого вида материи, так называемого «ложного» вакуума.
«Ложный» вакуум неустойчив и быстро распадается, а его энергия обладает отрицательным давлением. Именно из-за отрицательного давления постоянно увеличивается скорость расширения пространства. От избытка энергии образуется горячий сгусток высокотемпературной плазмы, который продолжает по инерции расширяться и в итоге разделяется на обычные материю и излучение.
В теории инфляции именно распад «ложного» вакуума можно назвать Большим Взрывом.
Нам сложно вообразить себе отрицательное давление. Хотя его вполне можно образно представить внутри натянутого куска резины. При растяжении куска как раз образуется сила, направленная внутрь, заставляющая резину сжиматься.
Отрицательное давление поля инфлатона обеспечило мощное гравитационное отталкивание пространства и стало причиной его невероятно быстрого расширения. В результате Вселенная моментально стала огромной. В специфических условиях зарождения Космоса отталкивающая гравитация проявилась с невообразимой силой. Это кажется почти фантастикой, но на самом деле полностью соответствует основным законам физики.
Из них прямо следует, что любое поле, однородное в определённой области пространства, неизбежно наполнит весь его объём энергией, что приведёт к появлению отрицательного давления. Далее отрицательное давление создаст гравитационное отталкивание. В свою очередь, это вызовет расширение объёма пространства наподобие взрыва. Иначе говоря, именно инфляция обеспечивает Большой Взрыв условным «взрывом».
Поле инфлатона насыщено огромной потенциальной энергией и отрицательным давлением. С началом расширения пространства оно высвобождает эту энергию. Именно поэтому её итоговое значение становится всё более низким. Подобным образом высвобождается энергия снежного кома.
Когда небольшой снежок начинает скатываться с горы, его размер постоянно растёт. К нему прилипают всё новые слои снега, ветки, камешки. Скорость его движения постоянно увеличивается. В конце концов, большой ком снега ударяется о дно пропасти и его отдельные части разлетаются в разные стороны. В этот момент высвободившаяся кинетическая энергия разогревает окружающую среду.
Аналогично заканчивается эпоха инфляции, когда энергия и отрицательное давление рассеиваются в пространстве. Поле инфлатона достигает минимума энергии – дальше «падать» некуда, это «дно» пропасти.
Здесь очень важно уяснить, что энергия поля инфлатона не пропадает даром. Она преобразуется в элементарные частицы, которые однородно заполняют расширившееся пространство.
Поле инфлатона «падает» с вершины на дно, отключив отталкивающее давление, практически моментально, всего за 0.00000000000000000000000000000000001 секунды. Вся сдерживаемая им энергия передаётся на производство обычных частиц. Появляется первоначальный строительный материал для сложных структур во Вселенной.
С этого времени история Вселенной возвращается на традиционный путь теории Большого Взрыва, охлаждения пространства и постепенного формирования звёзд и планет. После эпохи инфляции космос расширяется по инерции.
Теория инфляции отвечает на вопросы, поставленные в начале этой главы.
Вселенная расширяется из-за отталкивающей гравитации. Изначально она была очень горячей в силу высокой плотности энергии «ложного» вакуума.
То, что Вселенная большая и однородная объясняется невероятно быстрым растяжением пространства за очень короткий промежуток времени. Наш мир появился в результате расширения одной, очень маленькой и причинно-связанной области, существовавшей ещё до начала инфляции.
Указанный факт также помогает понять, почему Космос выглядит плоским, а не сильно искривленным, как должно было быть в соответствии с традиционным представлением о физике Большого Взрыва. Такая плоскостность объяснима простой геометрией.
Поверхность земного шара, безусловно, искривлена. Но нам она кажется плоской. Если вы сможете «набросить» футбольное поле на шар, размером с футбольный мяч, оно будет очень сильно искривлённым. Но на поверхности такого большого шара, как Земля, все футбольные поля кажутся плоскими. Ещё более плоским такое поле будет выглядеть на поверхности сферы, скажем, размером с галактику. Во время инфляции пространство растягивается настолько сильно, что вся наблюдаемая Вселенная оказывается лишь маленькой частицей безбрежного «игрового поля». И поэтому кажется нам почти идеально плоской.
Теория инфляции достаточно чётко объясняет, почему наш мир таков, какой есть. Алекс Виленкин8 предложил сценарий, при котором инфляционные расширения пространства вообще являются рядовыми, постоянно происходящими событиями. Он считает, что Космос в целом содержит бесконечное множество разрозненных областей. И каждая из них прошла свою стадию мгновенного расширения. Во Вселенной достаточно места, чтобы Большие Взрывы происходили постоянно. В такой логике получается, что наш мир – лишь один из множества миров.
Все эти предположения научны и вполне обоснованы. Однако, вопросы остаются. И вопросы принципиальные.
Один из них заключается в том, что, хотя инфляция очень хорошо объясняет реально наблюдаемые эффекты, совершенно непонятно, что её вызвало.
Для реализации инфляционного сценария должны быть чрезвычайно точно созданы начальные условия. Почему сложился столь неординарный пазл – «правильное» поле инфлатона одновременно с «нужной» энергией и отрицательным давлением?
Чётких ответов нет и это большая проблема. Теория выглядит очень надуманной и даже противоестественной, если она объясняется удивительно тонкой настройкой её начальных параметров. Тем более, когда этому нет общепринятого научного объяснения.
Куда исчезло поле инфлатона после Большого Взрыва?
Теоретики считают, что никуда, что оно продолжает флуктуировать. Но только за пределами области «нашей» Вселенной, в «другой».
Границы этой области не может достичь ни один сигнал с Земли, это слишком огромное расстояние даже для света.
С этими доводами, конечно, можно согласиться. Обидно только, что мы никогда не сможем даже в принципе увидеть, измерить, потрогать «вживую» поле инфлатона.
Такое допущение также плохо с научной точки зрения. Теория, вероятность экспериментального подтверждения которой строго равна нулю, не выглядит слишком элегантной. Кроме того, меня, как философа, ужасно коробит сам факт деления вселенных на «свои» и «чужие».
Откуда взялась первоначальная энергия, вдохнувшая жизнь в Космос?
Ответ может заключаться в том, что в «ложном» вакууме заложена внутренняя нестабильность. По своей природе он содержит в себе энергию, необходимую для созидания Вселенной в приемлемой конфигурации и стимулирует процессы, порождающие её возникновение. Конечно, подобное объяснение спорное, но, в принципе, приемлемое.
Главная проблема в том, что остаётся без ответа стратегический вопрос – сам факт появления поля инфлатона. Откуда оно взялось?
Мало того, что инфлатон обладает очень специфическими свойствами, которые нужны лишь для того, чтобы запустить инфляцию. Но это ещё и абсолютно уникальное поле, как будто нарочно выделенное Природой, и никак не связанное с другими известными физическими полями.