Джон Малоун - Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

В 2000 г. были получены свидетельства того, что расширение Вселенной происходит со значительно большей скоростью, чем это предполагалось, вследствие чего временная шкала всех событий, возможно, оказывается намного более короткой. Как уже отмечалось выше, предметом споров выступает не столько возраст Вселенной, сколько методы его расчета. Квантовая физика только начинает решать загадки, связанные с поведением субатомных частиц. Например, электрон одновременно присутствует в разных местах, и разделенные пространством электроны могут сообщать друг другу о том, что один из них попал в поле зрения экспериментатора.

За прошедшее столетие человечество обрело больше знаний о Вселенной и о самых разнообразных ее объектах (от генов до галактик), чем за всю предыдущую историю. Это, конечно, дает повод для гордости, однако не следует забывать, что осталось много важных проблем и вопросов, на которые мы пока не имеем вразумительного ответа. Ниже перечислены некоторые из них.

• Большой Взрыв остается лишь теоретической моделью, которую почти невозможно проверить экспериментально.

• Мы имеем весьма смутное представление о том, каким образом на Земле зародилась жизнь.

• Возможно, мы уже понимаем, почему вымерли, по крайней мере, динозавры, однако мы очень плохо представляем себе, каким образом вообще происходит вымирание биологических видов.

Мы представляем себе внутреннее устройство нашей планеты, но не умеем предсказывать землетрясения. Мы знаем некоторые закономерности наступления ледниковых периодов, однако очень смутно понимаем общий механизм изменения климата на Земле. Споры о том, были ли динозавры холоднокровными или теплокровными животными, становятся все более «горячими». Эволюция человеческой расы содержит массу загадок и «недостающих звеньев».

Ученые так и не могут понять, каким образом человечеству удалось перейти от дикости к цивилизации. У нас нет даже общих представлений о том, как возникает речь. Некоторые ученые полагают, что дельфины обладают весьма высоким интеллектом, сравнимым с человеческим, и могли бы многому научить нас при условии, что мы найдем способ общения с ними. Миграция птиц остается для нас поразительным и малопонятным явлением.

Мы не можем утверждать, что трава обладает собственным зеленым цветом. Возможно, понятие цвета обусловлено особенностями нашего восприятия. Поразительно высокий уровень развития астрономии и календарной системы древних майя свидетельствует о том, что научные достижения могут определяться практической ценностью.

Физикам пока никак не удается объединить теорию гравитации с теорией трех других известных им фундаментальных взаимодействий.

Свет ведет себя то подобно волне, то подобно потоку частиц, а мы можем лишь теоретически обсуждать причины этой дуальности.

Физики давно не могут разобраться с парадоксом шредингеровского кота, который формально является одновременно и живым, и мертвым.

Мы уверены в существовании черных дыр, но не понимаем, что происходит в них.

Ученым пока не удалось достаточно точно оценить возраст Вселенной.

Математическая модель утверждает, что каждый наш поступок может порождать новые вселенные. Такой подход превращает реальный мир в сказочную страну Оз.

• В настоящее время физики оперируют с таким количеством измерений, что введение в начале XX века Эйнштейном представления о времени как о четвертом измерении выглядит удивительно скромным.

• Наконец, нам, естественно, хотелось бы узнать о будущей эволюции Вселенной.

Впрочем, по-видимому, не стоит и пытаться перечислить все вопросы, на которые наука пока не имеет ответа. В природе много тайн, разгадка которых составляет важную и ценную часть человеческого существования. Мы, люди, хотим знать всё, и поэтому постановка вопросов и поиски ответов на них не закончатся никогда.

1. Livio, Mario. The Accelerating Universe: Infinite Expansion, the Cosmological Constant, and the Infinite Beauty of the Cosmos. New York: John Wiley & Sons, 2000. M. Ливио является одним из руководителей программы исследования пространства при помощи космического телескопа «Хаббл» и поэтому прекрасно осведомлен о последних достижениях в этой области. Он убежден, что долг и предназначение человечества состоят в упорядочении Вселенной, и рассматривает влияние этого фактора на развитие науки. Книга написана в яркой и увлекательной манере.

2. Gribbin, John. In Search of the Big Bang: The Life and Death of the Universe. New York: Penguin, 1999. Значительно расширенное и пересмотренное издание одной из самых первых популярных книг по данному вопросу.

3. Thuan, Trinh Xuan. The Secret Melody. New York: Oxford University Press, 1995. Исключительно ясное, краткое и исчерпывающее изложение проблемы, которое я с удовольствием рекомендую заинтересовавшемуся читателю.

4*. Clarke, Arthur С, The Nine Billion Names of God, 1957. (Имеется перевод: Кларк Артур Чарлз. Девять миллиардов имен бога. В сб. Библиотека современной фантастики. Т. 6. — М.: Молодая гвардия, 1966.)

Замечание. Компьютеры, религия и конец Вселенной неразрывно связаны в сюжете классического научно-фантастического рассказа Артура С. Кларка «Девять миллиардов имен бога» [4]. Этот знаменитый рассказ многократно переводился, комментировался и до сих пор включается почти во все антологии фантастики.

Примечания

1

Впервые к выводу о том, где Вселенная, содержащая вещество, не может быть стационарной, а должна либо расширяться, либо сжиматься, пришел в начале 20-х годов XX века российский ученый А. А. Фридман. — Прим. ред.

2

От Cosmic Background Explorer.

3

Здесь и далее библиографические источники приводятся в порядке, удобном для чтения и понимания этой книги, с учетом их потенциальной возможности как дополнительной литературы.

4

Литература, отмеченная звездочкой, добавлена при переводе.

5

Звездочкой отмечены периоды, в которые произошли массовые вымирания; млн. л. н. — миллионы лет назад.

6

Звездочкой отмечены периоды, в которые произошли массовые вымирания; млн. л. н. — миллионы лет назад.

7

Имеется перевод: Д. Джохансон, М. Иди. Люси. Истоки рода человеческого. — М.: Мир, 1984. — Прим. перев.

8

Эта гравюра У. Блейка получила весьма широкую известность и стала одним из самых популярных произведений искусства, посвященных науке. В 1997 г. на основе этой гравюры была создана и отлита бронзовая статуя высотой 3,6 м, которую торжественно установили перед новым зданием Британской библиотеки. — Прим. перев.

9

Многие из рассматриваемых проблем (включая шредингеровского кота, эффект Эйнштейна — Подольского — Розена и др.) подробно обсуждаются в книге Р. Пенроуза [7]. — Прим. перев.

10

Более 100 лет назад один из основателей молекулярно-кинетической теории газов Людвиг Больцман отметил, что существование человека возможно лишь во вселенной с существующими значениями мировых констант. Иначе говоря, человек существует лишь потому, что окружающий нас мир таков, каков он есть. — Прим. перев.