[173]. Подробное понимание генеалогии космоса и его законов может быть получено только из наблюдений в ракурсе «сверху вниз».
Другими словами, модели происхождения Вселенной – критически важный источник предсказательной силы на самом фундаментальном уровне. В ракурсе «сверху вниз» чашеобразные начальные области, изображенные на рис. 48, функционируют как ключевые опорные точки для бесчисленных возможных путей развития, расходящихся в наше прошлое. Квантовая космология без теории начала Вселенной была бы тем же, что CERN без ускоренных частиц, химия без Периодической таблицы элементов или древо жизни без ствола. Невозможны были бы какие бы то ни было предсказания. Любая древоподобная структура, ветви которой переплелись в ходе эволюции, покоится на идее общего происхождения и моделирование этой начальной точки составляет ключевую часть любого научного описания такого древа. В одинаковой мере это относится и к древу жизни, и к древу законов. Рискну сказать, что без представления о реальном начале Вселенной в космологии невозможна какая-либо истинно дарвинианская революция. И конечно, именно отсутствие вразумительной теории начальных условий, скажем, в космологии мультивселенной вполне может быть фундаментальной причиной того, что эта теория неспособна ничего предсказать.
Тем не менее вы могли бы задуматься, что мы надеемся выиграть, используя наш массив космологических наблюдений для того, чтобы вылепить из них прошлое, если это прошлое с очевидностью должно опять привести нас к тому, что мы наблюдаeм. Если нисходящая космология не ищет причинного объяснения тому, что Вселенная и действующие в ней законы таковы, каковы они есть, если эта космология не предсказывает, что Вселенная должна была двинуться по тому пути, по которому она двинулась, то в чем, собственно, польза от такой космологии?
Как и в случае дарвиновской теории эволюции, практическая целесообразность нисходящей космологической теории заключена в ее способности раскрывать взаимосвязанность космоса: находить новые корреляции между тем, что поначалу кажется независимыми свойствами Вселенной. Подумайте, к примеру, о температурных вариациях CMB-излучения. Их статистические особенности почти идеально согласуются с параметрами флюктуаций, генерируемых во вселенных с мощным инфляционным всплеском. Если рассуждать «сверху вниз», такие вселенные, несомненно, наиболее вероятны. Следовательно, нисходящая теория предсказывает сильную корреляцию между наблюдаемыми вариациями CMB и другими данными, предполагающими сильную вспышку первичной инфляции. Посредством такого рода корреляций, посредством предсказания корреляций между текущими и будущими данными нисходящая космология приобретает огромный потенциал для выявления скрытой взаимосогласованности, закодированной во Вселенной. Вот почему эта теория работает значительно лучше, чем теория мультивселенной с ее парадоксальной потерей предсказательной силы[174]. Картина физической реальности в нисходящей Вселенной тоже радикально отличается от картины мультивселенной. Мультивселенная – гигантское раздувающееся пространство, заполненное бесчисленными пузырями островных вселенных. Это пространство лежит «где-то снаружи» (см. рис. 7 на вклейке): космическая лоскутная мозаика существует безотносительно к тому, в каких из островных вселенных имеется жизнь или какие из них наблюдаются. Наблюдатели вместе со своими наблюдениями протискиваются в теорию как эффект постселекции, никак не влияя на крупномасштабную структуру космоса.
В квантовой Вселенной Стивена, наоборот, наблюдения находятся в центре действия. Нисходящая триада восстанавливает тонкую ниточку, которая связывает наблюдателя и наблюдаемое. В нисходящей космологии любой вид осязаемого прошлого – это всегда прошлое наблюдателя. Квантовая космология представляет наблюдение будто оперативный штаб в неизмеримой области всего, что могло бы быть. Я попытался изобразить это «мировоззрение» на рис. 49 при помощи еще одной ветвящейся древовидной структуры. Мы действуем и наблюдаем (в квантовом смысле) и в процессе этого продолжаем вытягивать корни этого древа, которые извлекают из прошлого его возможные варианты, а также отбираем несколько ветвей, очерчивающих возможные варианты будущего. Тот факт, что все корни на рис. 49 присоединены к нашей наблюдательной ситуации – включая то, что нам известно о действующих законах, – значит, что сложность изображенной древовидной структуры бледнеет в сравнении со сложностью мультивселенной. Огромное большинство островных вселенных не имеет ни малейшего сходства со Вселенной, которую мы наблюдаем. Поэтому соответствующие им корни не появляются на нашем квантовом древе. Эти островные вселенные исчезли, потерялись в океане неопределенности.
Рис. 49. Квантовая Вселенная. Сегодняшние наблюдения способствуют как дальнейшему прорастанию корней вглубь возможного прошлого, так и очерчиванию контуров ветвей возможного будущего в огромной области «того, что могло бы быть».
Я должен, однако, на всякий случай подчеркнуть: нисходящая космология остается гипотезой. Наше положение похоже на то, в котором находился Дарвин в XIX веке, – данные, которыми мы располагаем, слишком отрывочны и скудны, чтобы по ним можно было во всех подробностях восстановить образование древа законов в ходе горячего Большого взрыва. Ископаемые свидетельства, относящиеся к той далекой эпохе, остаются фрагментарными. Взять хоть темную материю или темную энергию, которые в сумме составляют 95 % содержимого Вселенной. Каким был каскад нарушающих симметрию переходов, породивший силы и частицы темной Вселенной? Только время расскажет нам об этом.
При столь ограниченных данных среди моих коллег-космологов еще остаются «упертые предарвинисты», твердые приверженцы подхода «снизу-вверх». Они настаивают на том, что задача космологии – найти истинное причинное объяснение кажущегося таким продуманным устройства Вселенной. В их философии вероятности и историческим случайностям – не говоря уж о феномене наблюдения – отводится очень скромная роль. Они исходят из того, что так или иначе Вселенная должна была развиваться именно так, как она развивалась – на основе четких и вечных принципов. Нисходящая философия бросает вызов этой предпосылке: она в корне отлична по своей онтологической сути, в ней случай и необходимость – замороженные случайности и структуры, имеющие вид законов, – рассматриваются на равных. И мы предсказываем, что будущие наблюдения выявят в истории космоса еще множество случайных изгибов и поворотов.
И все же, когда я оглядываюсь на долгую дорогу к нисходящей космологии, мне становится ясно, что мы не так уж сильно были захвачены философскими соображениями. Да и как это было возможно – ведь с нами был Стивен! Гораздо вернее сказать, что мы искали более глубокого научного понимания. Нас вело желание решить парадоксы мультивселенной и разгадать «загадку замысла» Вселенной. По сути, после того, как Джим и Стивен в 1983 году выдвинули свою гипотезу об отсутствии границы, их пути разошлись. Стивен считал, что мы понимаем квантовую механику достаточно хорошо, и не видел больше нужды копаться в ее основаниях. «Когда я слышу о “коте Шрёдингера”, я хватаюсь за пистолет», – сказал он как-то. Он продолжал пытаться подвергнуть проверке свою идею об отсутствии границы. А вот Джим не был уверен, что мы действительно достаточно хорошо понимаем квантовую механику, и он отвернулся от квантовой космологии. Работая с ныне покойным Мюрреем Гелл-Манном, выдающимся энциклопедистом, который в 1964 году постулировал существование кварков, Джим продолжал совершенствовать квантовые идеи Эверетта в применении к частицам и материальным полям. Их основополагающая работа в сочетании с трудами многих других физиков[175] в конечном счете привела к новой развернутой формулировке квантовой теории, известной как квантовая механика декогерентных историй. Эта формулировка прояснила физическую природу процесса ветвления в схеме Эверетта и, что принципиально важно, полностью уложила в свою концептуальную схему феномен наблюдения[176]. В 2006 году я понял: чтобы квантовая космология могла полностью реализовать свой потенциал, идеи Джима и Стивена следует слить в одно целое. Я снова свел их вместе. И именно этот удачный шаг ознаменовал наступление второй стадии развития нашего подхода «сверху вниз».
Однако, по правде говоря, я думаю, что наша нисходящая триада в общих чертах соответствует тому, как Леметр и Дирак, поэты и пионеры квантовой космологии, когда-то представляли себе ее будущее развитие. В 1958 году на Одиннадцатом Сольвеевском конгрессе, темой которого была «Структура и эволюция Вселенной», Леметр прочел обзорный доклад о состоянии гипотезы «первичного атома»[177]. Отметив, что «расщепление этого атома могло произойти множеством различных способов» (эвереттовское ветвление!) и что «было бы не очень интересно вычислять их относительные вероятности» (в мире нет ничего типичного!), он продолжал: «Никакой дедуктивной космологии не может появиться, прежде чем это расщепление пойдет настолько далеко, чтобы достичь практического макроскопического детерминизма». Другими словами, наша расширяющаяся ветвь Вселенной должна подвергнуться декогеренции, чтобы подход «снизу-вверх» был жизнеспособен. Свой доклад Леметр заключил загадочным замечанием: «Любая информация о состоянии материи в этот момент [сразу после расщепления первичного атома] должна быть выведена из условия, что реальная существующая Вселенная смогла развиться из этого состояния». И это был первый намек на нисходящую точку зрения.
При всем при том, за исключением немногих загадочных замечаний, наиболее ощутимые основания нисходящей космологии восходят к пророческим мысленным экспериментам Уилера и к его видению «Вселенной, создаваемой ее обитателями».