§1.2.2.3. Космологическая стрела времени

Вселенная, похоже, заранее знала, что мы появимся.

Фримен Дайсон

Подозрения в адрес биоты как аномального феномена вписываются в «энтропийную» версию универсальной эволюции, и одним из аргументов может служить то, что ускорение эволюционных процессов сменило длительную эпоху их замедления.

Впрочем, в §1.2.1.3 изложена обоснованная гипотеза А.Д. Панова о том, что ускорение эволюционных процессов обозначилось задолго до образования жизни - когда появление в космосе тяжёлых элементов запустило новый механизм самоорганизации. В любом случае противопоставление биотических процессов космофизическим не имеет достаточных оснований, поскольку усложнение материальных структур, трактуемое как эволюция или деградация, как естественный (апостериорные модели) или априорно нацеленный процесс, обнаруживает бесспорную преемственность.

Действительно, сопоставляя доступные факты, трудно отделаться от впечатления, что предыдущий ход событий в каждом случае «будто нарочно» ориентирован на последующие события. Как развитие биосферы в миоцене подготовило экологическую нишу для особого вида животных с непропорционально мощным инструментальным интеллектом, а активность простейших организмов обеспечила условия для появления сложных организмов, так всё предшествовавшее развитие материальных форм происходило «по направлению к» живой клетке.

Ещё до возникновения жизни в литосфере Земли процессы развивались «по пути всё большего удаления природных минеральных объектов (по составу и структуре) от усреднённых по земной коре» [Голубев 1992, с.6-7].

Биохимики, со своей стороны, предположительно связывают возникновение протожизни с серией последовательных флуктуаций, вызванных неустойчивыми состояниями [Пригожин 1985], - например, спонтанной самоорганизацией органических микросистем в сильно неравновесных гидротермальных условиях [Компа- ниченко 1996]. Та же тенденция прослеживается в последовательных превращениях мега-, макро- и микроструктур Вселенной за миллиарды лет до появления Солнечной системы.

Слабые возмущения в однородной материи ранней Метагалактики обернулись выраженной анизотропией с формированием галактик и звёзд. Ещё ранее началась длинная цепь эволюционных трансформаций в микромире. Согласно «стандартной» космологической модели, уже в первые секунды после Большого Взрыва происходило первичное образование нуклонов из «моря кварков», за которым последовал процесс «атомизации» Вселенной; наконец, в недрах звёзд первого поколения при высоких температуре и давлении синтезировались ядра тяжёлых элементов, составивших в последующем основу органических молекул и систем высшего химизма [Padmanabhan 1998]. По выражению английского астрофизика Дж. Джинса, приведённому в эпиграфе к данной главе (цит. по [Девис 1985, с.136]), из «пепла» этих звёзд, завершивших существование взрывами, и состоят наши тела.

До возникновения Земли космическое пространство наполнялось «предбиологическими» углеродными соединениями с очень сложной структурой. Это длинные цепи различной конфигурации, которые уже приобрели способность гибко взаимодействовать со средой, сохраняя в неизменности основной субстрат, регулировать собственные реакции, добывать свободную энергию, конкурировать за неё и использовать для антиэнтропийной работы.

Имеется, правда, повод для сомнений в «нормальности» той космической зоны, в которой развивалась известная нам жизнь. Такой повод дают исследования экзопланет - планет за пределами Солнечной системы, которые после 1994 года во множестве фиксируются астрономами.

Дело в том, что у других звёзд планеты-гиганты обращаются либо по сильно вытянутой орбите, либо очень близко от центра. В первом случае большая планета должна регулярно пересекать орбиту планеты земного типа и поглотить её или отбросить от звезды в глубины космоса. Во втором случае также весьма вероятны события, катастрофические для малой планеты и как минимум - для возникшей на ней жизни [Каку 2011]. По расчётам американца Дж. Ветерилла, если бы Юпитер на протяжении миллиардов лет не служил внешним экраном, притягивающим крупные тела, которые летят в направлении Солнца, то глобальные космические катастрофы на Земле происходили бы в 1000 раз чаще, т.е. в среднем один раз не в сто миллионов, а в сто тысяч лет [Croswell 1992]. Сказанное особенно существенно для ранней биосферы. Неясно, могла ли бы она сохраниться при такой частоте космических катастроф, и если да, то каковы были бы её история и свойства, могло ли в ней образоваться что-либо подобное цивилизации и в какие сроки.

Данные о своеобразном строении нашей планетной системы имеют отношение к вопросу о вероятности существования жизни и разума в обозримых областях космоса, но не к вопросу о единстве и преемственности универсальной эволюции.

Долгое время оппоненты считали эволюционную теорию недоказуемой из-за того, что не поддавался объяснению конкретный механизм качественного перехода от процессов высшего химизма к белково-углеводным молекулам (собственно биоте). Новые высокоэффективные методы обеспечили возможность экспериментального изучения эволюции, включая «начало абиогенеза - возникновения “протоклеток” из органических молекул» [Марков, Наймарк 2009, с.358]. Хотя детали такого превращения пока не вполне ясны (см. также §2.1.2.4), дополнительным свидетельством преемственности жизни и предшествующей ей космофизической эволюции служит широкое распространение углеродных соединений в космическом пространстве. Для их образования необходимы, но недостаточны превращения вещества из газообразного в жидкое и из жидкого в твёрдое состояние, которые приводятся в учебниках как примеры самопроизвольного снижения энтропии: требовались «неравновесные фазовые переходы» [Kelso, Haken 1997, р.138].

Вопрос о фазовых исторических переходах волнует не только биофизиков, биологов и социологов, но и астрофизиков. Обсуждая закон иерархических компенсаций (§1.1.3.2), мы упоминали гипотезу о том, что пространство ранней Вселенной в фазе теплового равновесия было многомерным, каковым и теперь остаётся в сверхмикроскопических объёмах. Образование четырёхмерного пространственно-временного континуума произошло в результате одного из первых фазовых переходов, своего рода «исторической случайности» (historical accident). Сократившаяся размерность пространства обеспечила растущее разнообразие структурных форм: теоретически показано, что в пространстве с большим количеством измерений не возникли бы устойчивые системы, «в них не может быть ни атомов, ни планетных систем, ни галактик» [Новиков 1988, с.150].

Э. Чайсон заметил, что, если 13.75 млрд. лет эволюции Метагалактики приравнять к суткам, то вся история вида Homo sapiens займёт в ней не более 1 секунды. Он выделил семь ключевых эпох космической истории с образованием всё более сложных форм: эпохи элементарных частиц, галактик, звёзд, химических соединений, живого вещества и культуры, - из которых складывается стрела, устремлённая в будущее.

Чайсон также указывает на сильную корреляцию между сложностью системной организации и её редкостью - в §1.2.1.1 мы назвали это сужающимся конусом развития. Там же было отмечено, что со становлением ноосферы, т.е. вовлечением в процессы социальной активности литосферы, аквасферы и атмосферы Земли, а в самое последнее время уже и околоземного пространства, сужавшийся прежде конус эволюции начал расширяться.

Из сказанного напрашивается вывод, что древнейшие образы стационарного мироздания или монотонно повторяющегося круговорота остались в прошлом, но не тут-то было. Похоже, культурные архетипы имеют свойство множиться и менять предметное наполнение, но не отмирать. В теоретической физике находятся основания и для обратного вывода: «Время не является фундаментальным понятием, но возникает лишь некоторым эффективным образом в нашем макроскопическом восприятии мира» [Панов 2011б, с.211].

К числу таких оснований можно отнести упомянутую гипотезу, согласно которой в сверхмалых масштабах пространство остаётся многомерным и свободным от временной координаты. Ещё одно основание связано с квантовой космологией: она содержит вневременную волновую функцию Вселенной, описываемую соответствующим уравнением Уилера - Де Витта. Иначе говоря, время служит рабочим понятием для наблюдателя «внутри» Вселенной, способного сравнивать корреляцию наблюдаемых величин.

Кроме того, логично полагать, что векторы эволюции, прослеживаемые в истории Метагалактики, не распространяются на Мультиверс инфляционной модели, в которой вселенные представляются наподобие раздувающихся пузырей в кипящей пене возбуждённого вакуума.

Вместе с тем астрофизики не оставляют попыток вернуть времени фундаментальную роль. Так, Ли Смолин [Smolin 2009], распространяет эволюционные представления за рамки Метагалактики. При этом набор фундаментальных физических констант рассматривается наподобие ДНК Вселенной, так что «разумная жизнь, вполне возможно, научится создавать новорожденные вселенные с чуть разными ДНК» [Каку 2011, с.345]. Со временем созданные вселенные развиваются, и преимущество при «размножении» получают вселенные с наилучшими качествами, допускающими образование жизни и разума. Смолин и его последователь Э. Харрисон сформулировали идею «естественного отбора» вселенных по Дарвиновскому механизму: в Мультиверсе доминируют вселенные с наилучшей ДНК, способные продуцировать цивилизации, а те, в свою очередь, производят следующие вселенные. «"Выживание наиболее приспособленных” попросту означает выживание тех вселенных, которые наилучшим образом способствуют появлению высокоразвитых цивилизаций... В Мультиверсе процветают и “размножаются” именно вселенные с желаемыми (т.е. совместимыми с жизнью) константами» [Каку 2011, с.345]. Предметом обсуждения становятся уже возможные технологии рождения новых вселенных посредством искусственно продуцируемых чёрных дыр [Crane 2010].

Концепция Смолина и его единомышленников пока недоступна надёжной верификации. Кроме того, оппоненты напоминают, что и в рамках нашей Вселенной время течёт по-разному: например, в межгалактическом пространстве и вблизи поверхности нейтронной звезды. Имеются и другие возражения [Rovelli 2009]. Но, если эта оригинальная и наиболее вдохновляющая версия антропного принципа получит дальнейшее развитие, следует ожидать, что всемирная, глобальная и Универсальная истории могут быть в перспективе дополнены «Мультиверсальной историей».

Подобные споры выглядят сегодня академическими абстракциями, каковыми двести лет назад выглядели, например, споры о природе электричества. Но не исключено, что история вплотную приближает нас к эпохе, когда понимание фундаментальности или нефундаментальности физического времени, возможности или невозможности «Мультиверсальной эволюции», а главное, потенциальной роли разума в развитии космоса сделаются животрепещущими вопросами практического бытия...