Беспокоило, однако, что в метазаконах теории струн не говорилось ровно ничего о том, где нам искать себя в этом сумасшедшем космическом лабиринте, а значит, и о том, какого рода Вселенную мы должны рассчитывать наблюдать вокруг себя. Мультивселенная сама по себе безлична и неполна. Эту парадоксальную ситуацию я уже описывал в главе 1: как физическая теория мультивселенная лишает физику ее предсказательной силы.
Но Сасскинд предложил новую грандиозную сделку. Объединяя идею мультивселенной с антропным принципом, утверждал он, эти затруднения с объяснениями можно устранить, вывернув их наизнанку. Ведь антропный принцип выбирает в мультивселенной участок, благоприятный для жизни. Сам по себе антропный принцип нельзя считать научным, но в сочетании с мультивселенной, продолжал Сасскинд, он приобретает реальную предсказательную силу.
Сасскинд выдвинул «космологию антропной мультивселенной» в качестве новой парадигмы фундаментальной физики и космологии, заменив ею ортодоксальные рамки физики, основанной только на объективных и вечных законах.
Оглядываясь назад, можно сказать, что настоящим триггером «антропной революции» в космологии было взаимодействие между упомянутыми прозрениями в теории струн и новыми наблюдениями, указывавшими на присутствие пронизывающей все пространство невидимой темной энергии. Я уже упоминал о том, что на рубеже XXI столетия астрономические наблюдения сверхновых к почти всеобщему изумлению показали: расширение Вселенной в течение последних пяти миллиардов лет ускоряется.
Отчаянно пытаясь найти объяснение этому, теоретики воскресили пресловутый эйнштейновский λ-член, связав с ним темную энергию и отрицательное давление, на самых больших масштабах придающие гравитации свойство отталкивания. Количество темной энергии – значение космологической постоянной λ, требуемое для того, чтобы объяснить наблюдаемое ускорение, оказалось, однако, необычайно малым: поразительные 10-123 от того, что многие считали ее естественным значением. Такое невероятное расхождение между ожидаемым и наблюдаемым имеет отношение к квантовой механике, которая предсказывает, что пустое пространство должно кишеть виртуальными частицами, вибрациями квантового вакуума. Энергия, ассоциируемая со всей этой бешеной активностью вакуума, и определяет космологическую постоянную. Но когда физики сложили вклады всех виртуальных частиц, они получили абсурдно огромное значение космологической постоянной λ – настолько огромное, что оно бы разорвало Вселенную на части, прежде чем галактики еще только начали бы формироваться.
Вплоть до конца 1990-х большинство теоретиков предполагало, что в сердце теории струн существует еще не открытый принцип симметрии, который однозначно приводит темную энергию к нулю. Но сделанное в начале 2000-х открытие, что теория допускает существование расширяющейся мультивселенной, и поставленное с ним в связь потрясающее наблюдательное доказательство того, что космологическая постоянная все-таки не равна нулю, привели к резкой смене представления о «естественном значении» λ. Так поиск фундаментального объяснения нулевого значения постоянной быстро сменился убеждением, что количество темной энергии в огромной и пестрой мультивселенной случайным образом изменяется от одной островной вселенной к другой и что антропный принцип выбрал то очень малое, но ненулевое значение постоянной, которое мы наблюдаем.
Довольно интересно, что первые связанные с антропным принципом соображения в этом контексте появились задолго до теоретических и наблюдательных достижений конца 1990-х. Еще в 1987 году, когда от рассуждений о мультивселенной все отмахивались как от дешевой метафизики, Стивен Вайнберг предложил замечательный мысленный эксперимент, в котором он сосредоточился на значении космологической постоянной с точки зрения антропного принципа. Вайнберг представил гипотетическую мультивселенную и исследовал вопрос о том, в каких островных вселенных развилась бы галактическая паутина. Он отметил, что это условие накладывает крайне жесткий верхний предел на локальное значение космологической постоянной. Фактически в островных вселенных, где λ лишь чуть-чуть больше, чем наблюдаемое нами значение, расширение начало бы ускоряться через миллионы, а не миллиарды лет после тамошнего Большого взрыва, не оставляя веществу никакого времени для конденсации[142]. Но без галактик вселенная была бы безжизненна. Следовательно, тот факт, что мы существуем, заключал Вайнберг, естественно подводит нас к тому, чтобы сосредоточиться именно на редких вселенных лишь с самыми слабыми следами присутствия темной энергии, лежащих в исключительно узком биофильном «окне».
С другой стороны, нам не следует ожидать, что плотность темной энергии будет гораздо меньше, чем требуется для нашего существования. Это и был антропный пункт его аргументации. Вайнберг полагал, что мы – случайно выбранные наблюдатели, живущие в мультивселенной островных вселенных, где реализуются почти все возможные значения – даже те, что лежат внутри узкой полосы значений, совместимых с жизнью. Тогда огромное большинство обитаемых островных вселенных будут иметь плотности темной энергии вблизи верхней границы, поставленной жизнью, – просто потому, что для отбора меньших значений требуется чрезмерно тонкая настройка. Рассуждая таким образом, он заключал, что наблюдаемое количество темной энергии должно быть не нулевым, как считалось в то время, но настолько большим, насколько это возможно, чтобы не нарушать процесса образования галактик. Эта логика еще в 1987 году привела Вайнберга к предсказанию, что астрономические наблюдения могут однажды показать: космологическая постоянная не исчезает, но приобретает очень малое ненулевое значение. Не прошло и десяти лет, как наблюдения сверхновых доказали его правоту.
Более того, оказалось, что теория струн описывает именно такую грандиозную мозаичную мультивселенную, существование которой предполагал Вайнберг в своем мысленном эксперименте. И так случилось, что в начале 2000-х в этой удивительной цепи событий сложился треугольник, состоящий из наблюдений, теоретизирования и построенных на антропном принципе соображений о постоянной λ, – каждая из этих составляющих была в своем роде революцией. Именно это слияние идей и привело к появлению космологии антропной мультивселенной, новой парадигмы, которая запустила процесс радикальной смены точки зрения на «тонкую космическую настройку» – точки зрения, которой придерживались Сасскинд и многие другие.
Значит, если существует мультивселенная, то там и здесь будут чисто случайно появляться редкие островные вселенные с локальными законами, подходящими для возникновения жизни. И жизнь, очевидно, только в этих островных вселенных и будет возникать. А островные вселенные, где условия неблагоприятны для жизни, останутся ненаблюдаемыми – ведь мы не можем вести наблюдения там, где нас нет! Антропный принцип служит для отбора в мультивселеннной обитаемых островов, даже если они исключительно редки. Таким образом, космология антропной мультивселенной, кажется, разрешает старинную «загадку замысла»: мы населяем редкий благоприятный для жизни лоскуток космической мозаики островных вселенных, отобранный антропным принципом в преимущественно безжизненной космической мозаике.
На первый взгляд эта логика, казалось бы, не очень отличается от способа учета обычных эффектов селекции в наблюдаемой Вселенной. Мы не можем существовать в областях, где плотность вещества слишком низка для образования звезд, или в эпоху, когда еще не успело образоваться приличного запаса тяжелых элементов вроде углерода. Нет, мы живем на окруженной атмосферой каменной планете, в зоне возможной жизни вокруг особо устойчивой и спокойной звезды, спустя много миллиардов лет после Большого взрыва – здесь имеется благоприятная для жизни среда, в которой появился шанс для развития разумной жизни. Подобным же образом, говорит нам космология антропной мультивселенной, законы физики в нашем мире внутренне благоприятны для жизни просто потому, что мы вряд ли могли бы существовать во вселенной, физические условия в которой этому бы препятствовали. В некотором смысле антропный принцип говорит нам, что физика наблюдаемой Вселенной такая, какая она есть, просто потому что мы в ней существуем.
ЕСЛИ СУЩЕСТВУЕТ МУЛЬТИВСЕЛЕННАЯ, ТО ТАМ И ЗДЕСЬ БУДУТ ЧИСТО СЛУЧАЙНО ПОЯВЛЯТЬСЯ РЕДКИЕ ОСТРОВНЫЕ ВСЕЛЕННЫЕ С ЛОКАЛЬНЫМИ ЗАКОНАМИ, ПОДХОДЯЩИМИ ДЛЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ.
На Стивена все эти соображения впечатления не производили. Он был всецело согласен с Сасскиндом, Линде и их последователями в том, что бросающийся в глаза биофильный замысел Вселенной требует объяснения. И он был в корне несогласен, что космология антропной мультивселенной что-то объясняет. На обратном пути в Пасадену после конференции в Санта-Барбаре мы остановились в кубинском танцевальном клубе в Беверли-Хиллз, где Стивен оторвался от танцев, чтобы высказать свое неудовлетворение новой струнной космологией: «Защитники идеи вечной инфляции и мультивселенной тут же запутываются, когда хотят рассказать, что бы увидел типичный наблюдатель, – печатал он в ритме кубинской сальсы. – В их картине мира мы все китайцы, и беда подстерегает нас за углом».
К концу столетия Стивена стало все больше беспокоить, что антропная логика в космологии подрывает основы рационального метода, который составляет суть науки. Возможно, этот тонкий вопрос будет не сразу понятен. Но наберитесь терпения: мы как раз подошли к главному пункту в споре «Линде против Хокинга».
Основная проблема в том, что антропный принцип опирается на предположение – которое очень часто пытаются «замести под ковер», – что мы так или иначе являемся типичными обитателями мультивселенной. То есть, чтобы рассуждать в антропных рамках, мы должны сначала разобраться, что типично, а что нет. Это делается посредством выделения некоторых биофильных свойств физического мира, которые мы полагаем важными для существования жизни. При описании этого качества мы переводим такие слова, как «мы», «нас» или «наблюдатель», на язык физики. Затем это описание вместе со статистическими свойствами мультивселенной используется, чтобы логически вывести из него, в какой категории островных вселенных мы – типичные обитатели мультивселенной – должны обитать, и следовательно, на какие физические открытия мы можем рассчитывать с нашими телескопами.