page contents Книжен Ъгъл: Откъс: Космическият пейзаж
Предоставено от Blogger.

Откъс: Космическият пейзаж

30.1.12

Ленард Съскинд

Ленард Съскинд е професор по теоретична физика в Университета „Станфорд” в САЩ. Той е един от поне тримата физици, които около 1970 г. независимо един от друг създават теорията за струните. През 2003 г. въвежда концепцията за Пейзажа на Струнната теория. Автор е на научнопопулярните книги „Космическият пейзаж” (2005) и „Войната на черните дупки” (2008). Следва откъс от книгата "Космическият пейзаж. Струнната теория и илюзията за интелектуалния дизайн", подготвена от "Инфодар".
Въздухът е много студен и неподвижен. Освен звукът от собственото ми дишане, тишината е абсолютна. Сухият ситен сняг скърца под ботушите ми. Идеалната му белота, осветена от звездите, придава на околността тайнствено блещукане, докато звездите не избледнеят до едно несекващо сияние в черния небесен свод. Нощта е по-светла на тази пуста планета, отколкото в моя роден свят. Красиво е, но някак безжизнено и студено: идеалното място за метафизични наблюдения.

Изоставих безопасността на базата и тръгнах сам, за да поразсъждавам върху събитията от изминалия ден и да следя небето за метеори. Оказа се невъзможно да мисля за друго, освен за съвършената огромност и безлична същност на Вселената. Въртящото се колело на галактиките, вечното разширяване на пространството, безкрайният студ на космоса, жегата на раждащите се звезди и предсмъртният им гърч като червени гиганти – със сигурност това трябваше да е смисълът на съществуването. Човекът, животът като цяло, изглеждаше без значение за развитието на Вселената – просто петно от вода, мазнини и въглерод върху една миниатюрна планета, обикаляща около звезда без особена важност.
По-рано същия ден, по време на кратките хапливо-студени светли часове, Кърт, Кип и аз извървяхме една миля до руската база, за да видим ще намерим ли някой братушка, с когото да поговорим. Стивън искаше да дойде с нас, но нямаше как да прекараме количката му през преспите. Порутеният лагер – само няколко ниски, ръждясали и огънати метални сгради – изглеждаше изоставен. Тропахме по вратата, но нямаше жива душа. Отворих и се взрях в зловещата вътрешност, после дръзко влязох вътре и се огледах. Беше студено колкото и навън. Базата беше напълно изоставена. Около стотината спални помещения бяха отключени, но празни. Как могат сто мъже да изчезнат толкова окончателно? Върнахме се в базата в пълно мълчание.
Заварихме нашия руснак да пие и да се смее в бара. Явно Виктор беше един от тримата руснаци, останали на планетата. Доставките от Русия секнали преди повече от година. Щели да умрат от глад, ако нашите хора не ги бяха приютили. Така и не видяхме другите двама руснаци, но Виктор ни увери, че били живи.

Той настоя да ми купи питие “за студа” и ме попита “как ми харесва това ш...о място”. Отговорих му, че през всичките ми пътувания само веднъж съм виждал друго небе, което да се доближава до красотата на това. По ирония на съдбата онази чужда планета беше толкова гореща, че скалите биха опържили всичко, което се докоснеше до тях.
Разбира се, не бяхме наистина на друга планета. Само изглеждаше така. Антарктида действително е доста извънземна. Стивън Хокинг, Кърт Калан, Кип Торн, Стан Десър, Клодио Тийтълбойм, нашите съпруги и още няколко теоретични физици бяхме тук за развлечение – награда за ходенето ни в Чили на конференция, посветена на черните дупки. Клодио, виден чилийски физик, беше уредил чилийските военновъздушни сили да ни закарат за няколко дни до тяхната антарктическа база с един от гигантските си товарни самолети “Херкулес”.
Беше август 1997 г. – зима в Южното полукълбо – и ние очаквахме най-лошото. Най-ниската температура, която бях изпитвал аз, беше –20° F (-28 °С) и се притеснявах как ще ми понесе –60 ° F (-50 °С), докъдето често падаше термометърът по тези ширини. Когато самолетът се приземи, тревожно закопчахме тежките си арктически якета, които военните ни бяха осигурили, и се приготвихме за страховития мраз.
Вратите се отвориха, жената на Кърт, Шантал, изскочи навън, размаха ръце и весело извика:
– Студено е колкото зимен ден в Ню Джърси.
Така и беше. Останахме навън целия ден, за да се забавляваме в снега. По някое време през нощта звярът се събуди. На сутринта Антарктида беше развихрила яростта си. Излязох за няколко минути, за да усетя онова, което Шакълтън и неговите корабокрушенци е трябвало да изтърпят. Защо не са загинали? Нито един човек от експедицията не е бил загубен. Защо не са умрели всички от пневмония, прогизнали насред смразяващия студ? Докато стоях навън, под поривите на бурята, разбрах отговора. Нищо – дори микробите, които причиняват настинката – не можеше да оцелее тук.
Другата “чужда” планета, която споменах на Виктор, е Долината на смъртта – още едно безжизнено място. Не, не съвсем безжизнено. Чудех се обаче колко по-горещо трябва да стане, за да се изпържи всяка протоплазма. Общото между Антарктида и Долината на смъртта е извънредната сухота. В Антарктида е твърде студено, за да може във въздуха да има каквато и да е водна пара. Това, както и пълната липса на светлинно замърсяване, прави възможно и в двете крайности звездите да се наблюдават по начин, от който съвременният човек рядко има възможност да се възползва.
Докато стояхме под звездната светлина на Антарктида, ми хрумна колко щастливи сме ние, хората. Животът е крехък, той може да процъфти само в тесния диапазон между температурата на замръзване и завиране на водата. Колко сме щастливи, че планетата ни е на точното разстояние от Слънцето: малко по-надалече, и щяхме да сме подложени на смъртоносната арктическа зима, или по-лошо. Малко по-близо, и повърхността щеше буквално да пържи всичко, което я докосне. Като руснак, Виктор се отнасяше към въпроса мистично: “Не е ли Божията безкрайна доброта и любов тази, която е позволила съществуването ни?” Ще изложа собственото си “нехайно” обяснение в подходящия момент.
Всъщност трябва да сме благодарни за много повече неща, отколкото за температурата. Без точното количество въглерод, кислород, азот и други елементи, умереният климат щеше да е безполезен. Ако Слънцето в центъра на системата бъде заместено от двойна система, планетарните орбити ще са твърде хаотични и нестабилни, за да поддържат живот. Съществуват безброй опасности от този вид. Но на върха на стълбата са самите природни закони. Всичко, което е необходимо, е малка промяна в законите на Нютон или правилата на атомната физика и бум! – животът би изчезнал веднага или никога не би се появил.
Изглежда, че нашият ангел пазител не само ни е осигурил една много благоприятна за живеене планета, но и е създал законите на съществуването – законите на физиката и космологията – точно като за нас. Това е най-голямата загадка на природата. Късмет ли е, или е резултат от интелигентен и добронамерен дизайн? Изобщо това въпрос от сферата на науката ли е, или е по-достоен за метафизиката и за религията?
Тази книга е за дебата, който разбужда страстите сред физиците и космолозите и е част от eдин по-голям спор, особено в САЩ, където се намеси в злободневния политически дискурс.
От едната му страна са хората, които са убедени, че светът трябва да е бил сътворен или създаден от разумен агент с добронамерена цел. От другата са твърдоглавите учени, които са уверени, че Вселената е продукт на безличните и безразлични закони на физиката, математиката и вероятността – свят без цел, така да се каже. Под първата група нямам предвид библейските буквалисти, които вярват, че светът е бил създаден преди шест хиляди години и са готови да защитят това с живота си.
Говоря за мислещите, интелигентни хора, които намират за трудно да повярват, че само по някаква тъпа случайност светът е възникнал толкова добре пригоден за човешките същества. Не смятам, че тези хора са глупави. Те имат своите основания.
Привържениците на интелигентния дизайн обикновено твърдят, че е твърде невероятно нещо толкова сложно като човешкото зрение да се е развило на изцяло случаен принцип. Това наистина е невероятно! Но биолозите са въоръжени с много мощно оръжие – принципът на естествения отбор – чиято обяснителна сила е толкова голяма, че почти всички учени вярват, че доказателствата са в полза на Дарвин. Чудото на окото само привидно е чудо.
Смятам, че привържениците на дизайна са по-прави, когато става дума за физика и космология. Биологията е само част от историята на сътворението. Законите на физиката и произходът на Вселената са другата част, която на свой ред е сякаш осеяна с чудеса. Изглежда безнадеждно невероятно, че който и да е конкретен закон е довел случайно до чудото на разумния живот. Само че повечето физици вярват точно в това: разумният живот е просто причудливо последствие от физичните принципи, които нямат нищо общо с нашето съществуване.
По този въпрос споделям скептицизма на привържениците на първата група: смятам, че простият късмет се нуждае от обяснение. Но обяснението, което предоставя съвременната физика, е толкова различно от интелигентния дизайн, колкото са били различни аргументите на Дарвин от тези на Хлъзгавия Сам Уилбърфорс (Самюъл Уилбърфорс е англикански епископ, наречен Хлъзгавия заради изменчивата си позиция в църковните дебати. Томас Хъксли, основният ученик на Дарвин, е наречен Булдогът на Дарвин по очевидни причини. Двамата се изправят един срещу друг през 1860 г., за да дебатират върху “Произхода на видовете”. Хлъзгавия Сам ликуващо пита Хъксли кой от предците му, баба му или дядо му, е бил маймуна? Хъксли се обръща към него и отвръща: “Предпочитам да произлизам от маймуна, отколкото от някой, който търгува с истината.”).
Дебатът, за който се отнася тази книга, не е горчивото политическо противопоставяне между науката и креационизма. За разлика от дебата между Булдога Томас Хъксли и Уилбърфорс, днес аргументите не са между религията и науката, а между две воюващи фракции в науката – на онези, които вярват, че законите на природата се определят от математическите зависимости, позволяващи по една чиста случайност наличието на живот, и на онези, които вярват, че “законите на физиката” по някакъв начин са били предопределени от изискването физическият живот да бъде възможен.
Горчивината и настървението на това противоречие са кристализирали в една фраза – антропния принцип – хипотетичен конструкт, според който светът е прецизно настроен, така че да позволи ние да сме тук и да го наблюдаваме! Бих казал, че сама по себе си това е една глупава недомислица. В нея няма повече смисъл, отколкото ако кажа, че окото е възникнало, за да има някой, който е в състояние да прочете тази книга. Но той всъщност е сбит израз на много по-обширния набор от концепции, които ще изясня в следващите глави.
Противоречията между учените имат необходимия отзвук, за да предизвикат широк обществен дебат. Не е изненадващо, че те напускат аудиториите и страниците на научните издания и преминават в политическите дебати по въпросите на дизайна и креационизма. Християнските интернет сайтове също се включват в свадата:
Библията казва:
Хората са виждали земята и небето, и всичко, което Бог е направил, още от времето на Сътворението. Те са виждали ясно Неговите невидими качества, Неговата вечна сила и божествена природа. Така че те нямат никакво извинение да не познават Бог.
Това е толкова вярно днес, колкото е било винаги. В някои отношения с откриването на антропния принцип то е дори още по-вярно. Първото доказателство, което изобщо имаме, е самото Сътворение – една вселена, която носи подписа на Бог – вселена, която е “идеална” за нас.
И от друг религиозен сайт (Не знам какви са религиозните възгледи на Дейвис или Гринщайн, но бих се притеснявал от твърде буквалните интерпретации. Физиците често използват термини като “дизайн”, “деятел” и дори “Бог” като метафори за това, което е непознато за нас – точка. Аз самият съм използвал термина “деятел” и оттогава съжалявам. Айнщайн често е говорел за Бог: “Бог е коварен, но не е злонамерен”, “Бог не си играе на зарове”, “Искам да знам как Бог е създал света.” Повечето коментатори вярват, че за него това е било метафора за един систематично подбран комплект от природни закони.):
В книгата “Космическият проект” астрономът професор Пол Дейвис заключава, че съществуват неоспорими доказателства за наличието на дизайн:
Професор сър Фред Хойл, който не симпатизира на християнството, казва, че изглежда сякаш един суперинтелект си е поиграл с физиката, а също и с химията и с биологията. А астрономът Джордж Гринщайн твърди, че докато изучаваме наличните факти, все повече се налага мисълта, че във всичко това е намесено някакво свръхестествено въздействие, или по-скоро Деятел. Възможно ли е неочаквано, без да го искаме, да сме се натъкнали на научното доказателство за съществуването на едно върховно същество? Дали именно Бог се е проявил и така навременно е създал космоса за нашето благо?
Не е за чудене, че антропният принцип притеснява толкова много физиците. Дейвис и Гринщайн са сериозни учени, а Хойл е един от най-големите физици на ХХ век. Както те самите отбелязват, привидността на интелигентния дизайн е неоспорима. Необикновените съвпадения са задължителни, за да бъде възможен животът. Ще ни отнеме няколко глави, за да разберем в пълнота този “слон в стаята”, но нека да започнем с един предварителен преглед.
Светът, какъвто го познаваме, е доста случаен, в смисъла, който е от особена важност за физиците. Има много начини нещата да се влошат – да се влошат дотолкова, че животът, какъвто го знаем, да стане напълно невъзможен. Изискванията един свят да е достатъчно подобен на нашия, за да поддържа живот, се групират в три основни класа.
Първият се отнася до необходимите суровини: химическите елементи. Животът е, разбира се, химически процес. Начинът, по който са съставени атомите, ги кара да се придържат едни към други в най-странната възможна комбинация: гигантските сглобки на молекулите на живота – ДНК, РНК, стотици протеини и всичко останало. Химията е всъщност клон на физиката: физика на валентните електрони, които обикалят около ядрото във външните райони на атома. Валентните електрони, които прескачат напред и назад или се споделят между атомите, са тези, които придават на атомите изумителните им свойства.
В основата на физичните закони стои списък на елементарните частици, като електрони, кварки и фотони, всяка с нейните специални свойства, като маса и електрически заряд. Това са елементите, от които е съставено всичко останало. Никой не знае защо списъкът е точно такъв или защо свойствата на тези частици са точно такива. Възможни са безкрайно много различни списъци.
Но една вселена, изпълнена с живот, изобщо не е нещо обичайно. Елиминирането на която и да е от тези частици (електрони, кварки и фотони) или дори най-малката промяна в техните свойства би било причина за срив на конвенционалната химия. Това е особено очевидно за електроните и кварките, които съставят протоните и неутроните. Без тях не би имало атоми. Значението на фотоните обаче не е толкова очевидно. Към края на книгата ще се запознаем с произхода на сили като електрическата и гравитационната, но засега е достатъчно да знаем, че електрическите сили, които задържат атомите да не се разпаднат, са следствие от фотоните и техните специални свойства.
Ако природните закони изглеждат внимателно подбрани в областта на химията, те са също толкова внимателно подбрани и по отношение на втория комплект изисквания, а именно – удобен дом за нас, осигурен от еволюцията на Вселената. Особеностите на Вселената на глобално ниво – размерът й; скоростта на разширяването й; съществуването на галактики, звезди и планети – се управлява като цяло от гравитационните сили. Айнщайновата теория за гравитацията – Общата теория на относителността – “дава възможност” на Вселената да се разшири от първичната свръхнажежена точка на Големия взрив до сегашните си огромни размери.
Свойствата на гравитацията, особено нейната сила, можеха да са различни. Всъщност това, че гравитацията е точно толкова слаба, е едно от необяснените чудеса. Гравитационната сила между електроните и атомните ядра е десет хиляди милиарда милиарда милиарда милиарда пъти по-слаба, отколкото електрическото привличане. Ако тя беше малко по-силна, Вселената щеше да се развие толкова бързо, че нямаше да има време за възникването на разумен живот.