Шестая революция: концепция хаотической инфляции А. Линде

Шестая астрономическая революция также тесно связана с осмыслением свойств вакуума. Речь идет о теории хаотической инфляции Андрея Линде, русского физика и космолога, ныне проживающего в США. Он исходит из представления об осциллирующем гравитационном вакууме, т. е. о вакууме, в котором происходят колебания. Вакуум, оказавшись в неустойчивом состоянии, стремится перейти в состояние с наименьшей энергией. При довольно простых допущениях выясняется, что такой переход предполагает быстрое вздутие Вселенной. Теория хаотической инфляции позволяет объяснить широкий спектр космологических явлений. В указанном отношении ей не видно конкурентов.

Итак, выделено шесть концептуальных пиков в истории развитии астрономии, которые резонно связывать в первую очередь с именами Птолемея (геоцентрическая модель мира), Коперника (гелиоцентрическая система), Фридмана (концепция расширяющейся Вселенной), Гамова (теория горячей Вселенной), Глинера (концепция ускорения расширения Вселенной за счет сил отталкивания гравитационного вакуума), Линде (теория хаотической инфляции Вселенной). Каждая новая теория превосходит всех своих предшественников. Она согласуется с их достижениями, но не с недостатками. Итак, интерпретационный строй астрономии выглядит таким образом:

Разумеется, в наше поле зрения попали далеко не все достижения астрономии. Но даже они свидетельствуют о насыщенной динамике астрономических теорий. Гелиоцентрическая система мира проходит некоторые стадии развития в трудах Коперника, Браге, Кепплера, Ньютона. Концепция расширяющейся Вселенной уточняется после Фридмана Леметром и Хабблом. На каждой стадии анализа приходится иметь дело с рядами теорий, которые должны упорядочиваться. Если этого не делать, то научное знание превратится в теоретический хаос.

О какой бы науке ни зашла речь, непременно возникает вопрос о роли человека в ней, а также в мире тех объектов, которые концептуально воспроизводит данная наука. В качестве физического существа человек не особенно значителен. Его энергетические и силовые возможности меркнут перед мощью космических процессов, порождающих и поглощающих целые галактики с их многими тысячами звезд и планет. Но в отличие от физических агентов человек способен направлять ход многих процессов в своих интересах.

При изучении физических явлений человек действует обдуманно, целесообразно. Он конструирует такие физические приборы, которые позволяют ему рассматривать физические явления под особым углом зрения, необходимым для максимально эффективного развития физических теорий. Учитывая это обстоятельство, физики уделяют значительное внимание роли человека в физическом познании.

Разумеется, и в астрономии познание является творческим процессом, в котором люди действуют нестандартно. Этот вывод подтверждается любой астрономической теорией. Интересно, что по мере их совершенствования все более актуальным становится изучение человека в качестве не только творческого, но и астрономического фактора.

В этой связи американский астроном Б. Картер сформулировал в 1973 г. слабую и сильную версии так называемого антропного принципа в космологии. Согласно слабой версии «наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием как наблюдателей»¹. Сильная версия: «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей»^[1][2]. В первом случае утверждается возможность появления в ходе космической эволюции человека. Во втором случае появление человека считается необходимым следствием космологических закономерностей.

Согласно слабому антропному принципу Вселенная такова, что именно в ней могла сложиться человеческая жизнь. Если бы физические законы или значения физических констант были бы слегка другими^[3], то человек не смог бы появиться. Это обстоятельство удивительно, но в достаточной степени очевидно. Сложнее определиться относительно эффективного использования антропного принципа во имя каких-либо наук, например физики или астрономии.

Сторонники теории струн, испытывая определенный дефицит экспериментальных данных, позволяющих обосновать истинность этой теории, сделали попытку включить в нее антропный принцип. В этой связи состоялась оживленная дискуссия между Л. Смолиным и Л. Сасскиндом^[4]. Нападающей стороной был Смолин, утверждавший, что антропный принцип ничего не добавляет к утверждению о существовании Вселенной. Сасскинд защищался, отмечая, что антропный принцип требует для космологической постоянной такой малой величины, которая позволяла бы выжить галактикам и людям. Таким образом, для Сасскинда антропный принцип задает некоторые границы для сепарации струнных теорий. Несмотря на оптимистическую оценку Сасскиндом актуальности антропного принципа, пока никому не удалось эффективно использовать его в целях усовершенствования уже существующих теорий. В связи с этим порой высказывается убеждение, в частности Смолиным, что антропный принцип, по сути, вообще не является принципом. Принцип, как известно, входит в основание теории и затем распространяет свой потенциал на законы и переменные теории. Но включить представления о месте человека в космосе в основания теорий не удается.

На наш взгляд, главный урок рассмотрения проблематики, связанной с обсуждением тонкой настройки Вселенной и антропного принципа, состоит в том, что ученые вынуждены быть в своих исследованиях предельно детальными и точными. Таковы идеалы науки, которые укрепляются вместе с ее развитием.

Выводы

• 1. Концептуальный строй астрономии включает по крайней мере шесть концептуальных вершин. Развитие новой теории приводит к перестройке всего концептуального строя астрономии.
• 2. Для развития современной астрономии особенно принципиальное значение имеют релятивистская теория тяготения и квантовая теория поля.
• 3. Антропный принцип не является подлинным принципом физики и астрономии, ибо его не удается включить в основания наиболее развитых теорий.

• [1] Картер Б. Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии //Космология: теория и наблюдения. М.: Прогресс, 1978. С. 372.
• [2] Там же. С. 373.
• [3] Если бы нейтрон был легче на одну десятую процента, то атом водорода быстро превращался бы в нейтрон. Но в таком случае не могли бы существовать атомы и молекулы и, следовательно, органическая жизнь.
• [4] Smolin L., SusskindL. Smolin vs Susskind: The Anthropic Principle. URL: http://www.edge.org/3rd_culture/smolin_susskind04/smolin_susskind.html