До конца времен. Сознание, материя и поиски смысла в меняющейся Вселенной

Это впечатляющий успех, демонстрирующий уже в который раз поразительную способность математики выделять природные закономерности. Но было бы слишком смело называть эти наблюдения доказательством того, что взрыв инфляционного расширения действительно имел место. Когда речь идет о космологических событиях, происходивших миллиарды лет назад на энергетических масштабах, в миллионы миллиардов раз превосходивших, скорее всего, все, что мы можем получить и исследовать в лаборатории, лучшее, что мы можем сделать, — это собрать воедино наблюдения и расчеты, которые помогли бы нам укрепить уверенность в наших объяснениях. Если бы инфляционный взрыв был единственным способом интерпретировать космологические данные, то наша уверенность была бы ближе к убежденности, однако с годами изобретательные ученые разработали несколько альтернативных подходов (с одним из них мы встретимся в главе 10). Подводя итог, скажу, что моя точка зрения, разделяемая многими исследователями, состоит в том, что, хотя мы всегда должны быть открыты новым идеям, бросающим вызов преобладающим на данный момент взглядам, позиции инфляционной космологии, проработанные за последние 40 лет, очень и очень прочны[39]. И мы в нашем путешествии по большей части будем придерживаться инфляционного маршрута.

Теперь, после этого заявления, рассмотрим, как инфляционное начало уживается с движением к большему беспорядку, которое предписывается вторым началом термодинамики.

Большой взрыв и второе начало

Несмотря на столетия научного прогресса, мы ни на шаг не приблизились к ответу на вопрос, заданный в свое время Готфридом Лейбницем: «Почему существует нечто, а не ничто?». По отношению к этому вопросу мы находимся там же, где были, когда немецкий философ впервые сформулировал так лаконично квинтэссенцию загадки существования. Не то чтобы до него никто не предлагал креативных идей и провокационных теорий. Но, задавая вопрос изначального происхождения, мы хотим получить ответ, который не нуждался бы ни в какой предыстории, ответ, который не сдвигал бы вопрос на один шаг назад, ответ, который не вызывал бы следующих вопросов: «Почему все было именно так, а не этак?» или «Почему эти законы вместо тех?». Ни одно объяснение из всех, какие предлагались до сих пор, не смогло дать такой ответ — и даже близко к нему не подошло.

Инфляционная модель этого точно не сделала. Для инфляции требуется целый список ингредиентов, в который входят пространство, время, вызывающее расширение космическое топливо (инфляционное поле), а также весь технический аппарат квантовой механики и общей теории относительности; все это, в свою очередь, опирается на математику — от анализа функций многих переменных и линейной алгебры до дифференциальной геометрии. Нет никакого известного принципа, который выделял бы именно эти физические законы, сформулированные с использованием именно этих конкретных математических конструктов, и делал их неизбежной стартовой точкой для объяснения Вселенной. Вместо этого мы, физики, стараемся добиться того, чтобы наблюдения и эксперименты вкупе с трудноописуемым интуитивным математическим чутьем вели нас к конкретным физическим законам. Затем мы анализируем эти законы математически, чтобы определить, возможно ли такое состояние среды в первые мгновения существования Вселенной, которое могло бы запустить стремительное расширение пространства. Найдя такие условия, мы постулируем, что они имели место вблизи Большого взрыва, а затем определяем при помощи уравнений, что вслед за этим должно было произойти.

Это лучшее, что мы способны на настоящий момент сделать. И не спешите смеяться. Сегодня мы можем использовать математику для описания того, что, по нашим предположениям, происходило почти 14 млрд лет назад, и на основании этого успешно предсказывать, что теперь должны увидеть мощные телескопы, — от этого, согласитесь, захватывает дух. Конечно, серьезнейших вопросов здесь множество — что или кто создал пространство и время, что или кто наложил на все это связующую сеть математики, чему или кому мы обязаны тем, что что-то вообще существует, — но даже при том, что все они остаются без ответа, в наших представлениях о развертывании космоса произошел мощный прорыв.

Я собираюсь воспользоваться этим прорывом для того, чтобы понять, как Вселенная с ее все возрастающей энтропией, обреченная в дальнейшем на еще больший беспорядок, создает по пути огромное количество порядка. Не забывая об этой конечной цели, начнем с самого базового наблюдения, упоминавшегося в предыдущей главе. Если энтропия стабильно возрастает с момента Большого взрыва, то энтропия тогда, в момент взрыва, должна была быть намного ниже, чем сегодня[40].

Какой вывод мы должны из этого сделать?