Антропный принцип и множественность обитаемых миров

Под антропным принципом подразумевается определенное соотношение между фундаментальными свойствами Вселенной в целом и возможностью существования в ней жизни. Это соотношение имеет весьма характерный смысл: наблюдаемое свойства Вселенной (Вселенной в целом, а не отдельных ее частей), причем фундаментальные свойства (такие, как, например, космологическое расширение пространства), тесно связаны с существованием жизни. На это впервые (почти одновременно и независимо друг от друга) обратили внимание Т.М. Идлис [8] и А.Л. Зельманов [9]. Дальнейшие исследования позволили углубить это соотношение. Оказалось, что не только свойства астрономической Вселенной, но и фундаментальные свойства материального мира, выражающиеся в значениях фундаментальных физических констант, также связаны с возможностью существования жизни во Вселенной. Изменение констант в незначительных пределах настолько меняет условия во Вселенной, что жизнь в ней становится невозможной [3]. Таким образом, получается, что существование «наблюдателя» во Вселенной накладывает определенные ограничения на физические законы и наблюдаемые свойства Вселенной. Эта зависимость между жизнью (между существованием наблюдателя) и наблюдаемыми свойствами Вселенной и получила название «антропный принцип».

Антропный принцип был выдвинут вне всякой связи с проблемой ВЦ или проблемой существования жизни во Вселенной. Вопрос, который интересовал физиков-теоретиков и космологов и который привел к формулировке этого принципа, состоял в следующем: почему Вселенная такова, как мы ее: наблюдаем? Постановка этого вопроса знаменует новый уровень космологии. Если раньше космологию интересовал вопрос «как устроен мир», то теперь она подошла к проблеме: «почему мир устроен так, а не иначе». В первом приближении ответ состоял в том, что это объясняется действием известных (известных нам из опыта) физических законов. Решая уравнения, описывающие эти законы, и подставляя значения фундаментальных констант (известные также из опыта), мы получаем космологические модели, теории образования и эволюции галактик, звезд и т.д. В течение определенного времени (на определенном этапе развития космологии) такое объяснение считалось удовлетворительным. На следующем, более глубоком уровне, был сформулирован вопрос: а почему имеют место именно такие физические законы и почему физические константы имеют такие, а не какие-то иные значения?

Подход к решению этой проблемы в рамках антропного принципа состоит в следующем. Предположим, что на самом деле имеет место набор различных начальных и граничных условий (в том числе набор различных фундаментальных констант) и соответственно этому набору реализуются различные вселенные с различными свойствами. Антропный принцип означает, что те из них, в которых начальные условия (например, значения фундаментальных констант) будут выходить за допустимые пределы, окажутся безжизненными. Следовательно, ответ на сформулированный выше вопрос очень прост: вселенная такова, как мы ее наблюдаем, потому что, «если бы было иначе, некому было бы задавать такой вопрос» (Хокинг [21, с. 50]). А.Л. Зельманов задолго до С. Хокинга сформулировал это положение в следующем виде: мы являемся свидетелями наблюдаемых черт Вселенной (процессов определенного типа), потому что при других ее свойствах развитие Вселенной протекало бы без свидетелей.

Иногда антропный принцип формулируют в таком виде: фундаментальные свойства Вселенной определяются фактом существования наблюдателя (человека). Такая трактовка весьма близка к идеям средневековой теологии о том, что вся Вселенная создана ради человека. С точки зрения физической постановки проблемы, имея в виду поиски ответа на вопрос, «почему Вселенная такова», такая парадоксальная формулировку (хотя ее нельзя признать удачной) может быть приемлема, ибо центр тяжести проблемы состоит не в этом. Однако в философском плане она совершенно неудовлетворительна, так как соотношение, между причиной и следствием здесь обратное. В действительности не Вселенная такова, потому что в ней существует человек, а человек существует во Вселенной потому, что она такова, как мы ее наблюдаем, потому что в ней реализовались именно те условия из множества допустимых, которые сделали возможным существование в ней жизни. Но раз уж это произошло и мы существуем, то наблюдаемые свойства Вселенной не могут быть иными, чем те, которые требуются для того, чтобы жизнь в ней стала возможной.

Антропный принцип поднимает ряд вопросов мировоззренческого и методологического порядка. Представляет интерес рассмотреть соотношение его с проблемой множественности обитаемых миров. Хотя вопрос, который привел к формулировке антропного принципа, как уже отмечалось выше, в своей исходной постановке далек от каких бы то ни было соображении о распространенности жизни во Вселенной, его нельзя считать полностью нейтральным но отношению к этой проблеме. Можно выделить два аспекта приложения антропного принципа к проблеме жизни во Вселенной: 1) множественность обитаемых миров-вселенных и 2) обитаемость нашей Вселенной.

Если допустить чисто случайную реализацию начальных условий (что само по себе требует обоснования), то вселенные с пригодными для существования человека условиями должны быть крайне редки. Большинство миров в этом случае будут лишены звезд, галактик и, вообще, известных нам форм материи. Возможно ли существование в этих «экзотических» (с нашей точки зрения) вселенных каких бы то ни было форм жизни – остается пока чисто умозрительным вопросом.

Вопрос о существовании жизни в нашей Вселенной в свете антропного принципа приобретает новую окраску. Антропный принцип утверждает, что наша Вселенная чрезвычайно тонко приспособлена дли возникновения и существования жизни. Можно было бы думать, что это относится к отдельной достаточно крупной, но все же локальной области Вселенной, где в силу случайной флуктуации создались условия, необходимые для существования жизни. Но, как показывают наблюдения Вселенная изотропна и однородна, ее свойства в больших масштабах одинаковы. Следовательно, когда мы говорим о чрезвычайно тонкой приспособленности Вселенной для жизни, речь идет не об отдельных локальных областях, а о Вселенной в целом, как подчеркивалось выше, о самых глубоких, фундаментальных свойствах материального мира. Поэтому вопрос, идущий от древних философов, теперь можно переформулировать следующим образом: структура вселенной должна определяться чем-то более фундаментальным, и если уж она связана с жизнью, то жизнь должна быть присуща Вселенной в целом. Таким образом, антропный принцип дает новые, веские аргументы в пользу широкой распространенности жизни (и разума) во Вселенной.

Дополнительные аспекты возникают, если учесть, что наша Вселенная – эволюционирующая система, возникающая на определенном этапе эволюции материального мира. Возникает вопрос: была ли в объекте, из которого образовалась Вселенная («сингулярность»), заложена «программа» ее закономерного развития, развертывания в пространстве и времени, или же мир является результатом случайного взаимодействия «осколков», разлетевшихся после «первовзрыва»? В.В. Рубцов и А.Д. Урсул отмечают, что «понимание первоатома как однородной сверхплотной капли основано скорее на традиции физикализма, чем на знании его подлинной природы н структуры».

Если считать, что основные черты Вселенной были «закодированы» в сингулярности, то тогда возникает следующий вопрос: была ли «закодирована» в ней н возможность возникновения космических цивилизаций? Это возможно, если Вселенная рассматривается как единая система различных уровней материи от физического до социального и если существуют законы эволюции, общие для всех структурных уровней природной действительности. Но если это так, то жизнь н разум должны закономерно возникать во всех областях Вселенной, где реализуются соответствующие (необходимые) условия, н. следовательно, они должны быть распространенным явлением во Вселенной.

Таким образом, развитие идей, связанных с антропным принципом, приводит к выводу о необходимости (закономерности) возникновения и широкой распространенности жизни и разума во Вселенной. Антропный принцип с точки зрения и физики, и философии отвергает» возможную уникальность земной жизни. Этот принцип подкрепляет великое предвидение Джордано Бруно о множественности обитаемых миров. Вопреки парадоксальной форме, которая ему приписывается, антропный принцип не имеет ничего общего с антропоцентризмом. Напротив, при последовательном и корректном применении он приводит к принципу Бруно, но на более высоком уровне обобщения.

3. Понятие внеземных цивилизаций. Вопрос об их возможной распространенности

С позиций современной науки предположение о возможности существования внеземных цивилизаций имеет объективные основания: представление о материальном единстве мира; о развитии, эволюции материи как всеобщем ее свойстве; данные естествознания о закономерном, естественном характере происхождения и эволюции жизни, а также происхождения и эволюции человека на Земле; астрономические данные о том, что Солнце – типичная, рядовая звезда нашей Галактики и нет оснований для его выделения среди множества других подобных звезд; в то же время астрономия исходит из того, что в Космосе существует большое разнообразие физических условий, что может привести в принципе к возникновению самых разнообразных форм высокоорганизованной материи.

Оценка возможной распространенности внеземных (космических) цивилизаций в нашей Галактике осуществляется по формуле Дрейка:

N=R х f х n х k х d х q х L

где N – число внеземных цивилизаций в Галактике; R – скорость образования звезд в Галактике, усредненная по всему времени ее существования (число звезд в год); f – доля звезд, обладающих планетными системами; n – среднее число планет, входящих в планетные системы и экологически пригодных для жизни; k – доля планет, на которых действительно возникла жизнь; d – доля планет, на которых после возникновения жизни развились ее разумные формы, q – доля планет, на которых разумная жизнь достигала фазы, обеспечивающей возможность связи с другими мирами, цивилизациями: L – средняя продолжительность существования таких внеземных (космических, технических) цивилизаций.

За исключением первой величины (R), которая относится к астрофизике и может быть подсчитана более или менее точно (около 10 звезд в год), все остальные величины являются весьма и весьма неопределенными, поэтому они определяются компетентными учеными на основе экспертных оценок, которые, разумеется, носят субъективный характер.

Вот как, например, оценивается вероятность возникновения жизни. Ясно, что далеко не на всякой планете может возникнуть жизнь. Для возникновения жизни (посредством естественного отбора) необходим сложный комплекс условий. Во-первых, значительные интервалы времени; поэтому жизнь может возникнуть только вокруг старых звезд. Причем старых звезд не первого, а второго поколения, поскольку только рядом с ними могут быть остатки тяжелых элементов, оставшиеся после взрывов сверхновых звезд первого поколения. Во-вторых, на планете должны быть соответствующие температурные условия: слишком высокая или слишком низкая температуры исключают появление жизни. В-третьих, масса планеты не должна быть слишком маленькой. Ведь в этом случае планета быстро теряет свою атмосферу, которая попросту испаряется («диссипация»). Чем легче газ, тем быстрее он уходит за пределы планеты. С другой стороны, масса планеты не должна быть очень большой, чтобы не удерживать свою первоначальную атмосферу (из водорода и гелия), не препятствовать изменению ее состава и появлению вторичной атмосферы. В-четвертых, наличие жидкой оболочки на ее поверхности. Ведь первичные формы жизни, скорее всего, возникли в воде. И наконец, в-пятых, на планете должны быть условия для возникновения сложных молекулярных соединений, на основе которых могут протекать разнообразные химические процессы.

В результате учета всех этих условий оказывается, что лишь у 1 – 2% всех звезд в Галактике могут быть планетные системы с явлениями жизни. Иначе говоря, при самых оптимальных оценках около 1 млрд. звезд могут иметь планетные системы, на которых в принципе возможна жизнь[1]. В целом остается большой и неопределенность в оценке общей величины N: от 10⁹ цивилизаций в Галактике до одной цивилизации в нескольких соседних галактиках.

Как один из аргументов в пользу того, что внеземные цивилизации – явление очень редкое, выдвигается отсутствие видимых проявлений их активности. Но это утверждение тоже недостаточно строгое. Оно определяется во многом уровнем развития нашей цивилизации, в том числе и совершенством средств астрономических наблюдений.