Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности - Макс Тегмарк

Если так, насколько далеко от нас находится ближайшая цивилизация? Из нашего предположения следует, что это расстояние также подчиняется однородному логарифмическому априорному распределению, то есть априори, до получения каких-либо конкретных данных, ответ с равной вероятностью будет 1010 м, 1020 м, 1030 м, 1040 м и т. д. (рис. 13.7).

Теперь обратимся к тому, что нам известно из наблюдений. До сих пор прямые астрономические поиски не обнаружили признаков внеземного разума, и нет общепризнанных свидетельств посещения Земли инопланетянами. Я думаю, что доля планет, где существует разум, ничтожна, и, вероятно, высокоразвитой разумной жизни нет в радиусе 1021 м, то есть в нашей Галактике и ее ближних окрестностях. Я исхожу из нескольких допущений:

1. Межзвездная колонизация возможна и вполне может быть осуществлена, если цивилизация вроде нашей будет развиваться в течение миллиона лет.

2. В нашей Галактике миллиарды пригодных для жизни планет, многие из которых образовались даже не на миллионы, а на миллиарды лет раньше Земли.

3. Вероятность того, что цивилизация, способная колонизировать космос, решит этим заняться, не является пренебрежимо малой.

Рис. 13.7. Одиноки ли мы? Ближайшая к нам в пространстве цивилизация примерно с равной вероятностью может оказаться где угодно на горизонтальной оси, что делает крайне маловероятным ее попадание между краем нашей Галактики (около 1021 м от нас) и краем нашей Вселенной (около 1026 м от нас). Будь она гораздо ближе этого диапазона, в Галактике оказалось бы так много развитых цивилизаций, что мы, вероятно, заметили бы их. Так что мы фактически одиноки в Вселенной.

В предположении № 1 я стараюсь держаться широких взглядов относительно возможностей технологий. Например, вместо физической пересылки по космосу крупных организмов, сопоставимых по размеру с человеком, эффективнее может оказаться отправка роя самособирающихся нанозондов. Добравшись до места назначения, они построят заводы и соберут любые крупные формы жизни по инструкциям, переданным электромагнитными волнами со скоростью света[98]. Распространенный контраргумент к предположению № 3 гласит, что развитые цивилизации по разным причинам не заинтересованы в колонизации, возможно, потому что высокие технологии позволяют им достигать всех целей, используя ресурсы, которыми они уже располагают. Или они, возможно, хранят молчание ради безопасности либо по иным причинам, или ведут колонизацию лишь таким образом, что мы не можем этого заметить. Американский астроном Джон Болл назвал это гипотезой зоопарка, и она нашла отражение в научно-фантастическом романе «Создатель звезд» Олафа Степлтона. Лично я считаю, что нам не следует недооценивать разнообразие развитых цивилизаций, предполагая, что все они преследуют одни и те же цели: все, что требуется – это одна цивилизация, твердо решившая колонизировать все, что возможно, и тогда она охватит Галактику, и не только. С учетом этого риска даже цивилизации, которые в ином случае не были бы заинтересованы в колонизации, могут почувствовать необходимость разворачиваться просто для самозащиты.

Если моя интерпретация верна, то ближайшая цивилизация находится в 1 000…000 м от нас, где общее число нулей примерно с равной вероятностью будет 21, 22, 23, …, 100, 101, 102 и т. д., – но не гораздо меньше, чем 21. Однако чтобы эта цивилизация оказалась в нашей Вселенной, радиус которой составляет около 1026 метров, число нулей не может превосходить 26, и вероятность того, что число нулей попадет в узкий диапазон между 22 и 26, довольно мала. Вот почему я думаю, что мы одиноки во Вселенной.

Правда ли мы незначительны?

Мы, вероятно, самая разумная форма жизни во всей Вселенной. Я вполне могу ошибаться, но эту возможность не стоит сбрасывать со счетов. Представим, что она верна, а люди – единственная во Вселенной цивилизация, додумавшаяся до постройки телескопов.

Огромность космоса – вот что вначале заставляло меня чувствовать свою незначительность. И все же эти величественные галактики видны только нам, и любуемся ими лишь мы. Мы и только мы придаем им смысл. Это делает нашу планету самым значительным местом во всей наблюдаемой Вселенной. Если бы нас не существовало, все эти галактики были бы пустой тратой пространства.

Я также чувствовал, что срок моей жизни незначителен в сравнении с космическими масштабами времени. Однако короткое нынешнее столетие является, пожалуй, самым значительным в истории Вселенной – сейчас принимается решение об ее будущем. У нас есть технологии и для самоуничтожения, и для «засевания» космоса жизнью. Эта ситуация настолько неустойчива, что я сомневаюсь в нашей способности продержаться на этой развилке дольше столетия. Если в итоге мы выберем дорогу жизни, а не смерти, то в далеком будущем космос будет изобильно населен и вся жизнь будет иметь началом здесь и сейчас. Я не знаю, до чего мы додумаемся, но о нас не будут думать как о фигурах незначительных.

В этой книге мы рассмотрели физическую реальность, глядя сквозь призму науки на захватывающую красоту Вселенной, которая посредством людей ожила и начала осознавать себя. Мы увидели, что потенциал жизни в нашей Вселенной величественнее самых смелых мечтаний наших предков, но ему противостоит не менее реальная возможность исчезновения разумной жизни. Реализует ли жизнь во Вселенной свой потенциал или без пользы растратит его? Я думаю, это решится еще при нашей жизни, здесь, на космическом корабле «Земля» – вами, мной и нашими друзьями-попутчиками.

Резюме

• Несмотря на то, что две наши интеллектуальные экспедиции направились в противоположных направлениях – в сторону самого большого и в сторону самого малого, – они привели в одно и то же место – в царство математических структур.

• В самых больших и в самых малых масштабах становится очевидной математическая природа реальности, но ее легко упустить в промежуточных масштабах, с которыми люди обычно имеют дело.

• Если фундаментальная природа реальности действительно математическая, то в принципе все познаваемо и мы ограничены лишь собственным воображением.

• Хотя мультиверс IV уровня вечен, наша Вселенная может погибнуть из-за Большого замерзания, Большого хлопка, Большого разрыва, Большого дробления или Смертельных пузырей.

• Имеющиеся данные свидетельствуют, что во всей Вселенной нет других столь же высокоразвитых форм жизни, как люди.

• В космической перспективе потенциал жизни во Вселенной значительно превосходит все, что мы видели до сих пор.

• Увы, мы уделяем ничтожную долю внимания и ресурсов экзистенциальным угрозам.

• Хотя легко почувствовать себя незначительным в огромном космосе, будущее жизни во Вселенной, по-видимому, будет решено на нашей планете и в течение нашей жизни.

Благодарности

Я сердечно благодарю всех, кто воодушевлял меня в процессе работы над этой книгой, в том числе: мою семью, друзей, учителей, коллег – за многолетнюю поддержку; маму – за страстную увлеченность глубочайшими вопросами жизни; отца – за то, что он делился своим восхищением математикой и глубоким пониманием ее смыслов; Филиппа и Александра, моих сыновей – за замечательные вопросы о мире и истории, которыми они непреднамеренно снабдили меня; всех на свете любителей науки, которые обращались ко мне на протяжении многих лет с вопросами и комментариями; моих агентов Джона и Макса Брокманов – за то, что убедили меня написать эту книгу и инициировали этот процесс; тех, кто рецензировал рукопись, включая мою маму, моего брата Пера, а также Джоша Диллона, Марти Ашера, Дэвида Дойча, Льюиса Хелма, Андрея Линде, Джонатана Линдстрема, Роя Линка, Дэвида Рауба, Шеву Мизрахи, Мэри Нью, Сандру Симпсон, Карла Шульмана и Яана Таллинна; супергероев, которые прокомментировали черновики: Майю, отца, Пола Олмонда, Джулиана Барбура, Филлипа Хелбига, Адриана Лью, Ховарда Массинга, Дэна Робертса, Эдварда Виттена и моего редактора Дэна Франка, а более всех – любимую жену Майю, мою музу и спутницу в путешествиях, которая ободряла, поддерживала и вдохновляла меня в большей мере, чем я мог мечтать.

Я выражаю признательность организациям, чьи гранты помогли в исследованиях, упомянутых в этой книге: НАСА, Национальному научному фонду, Фонду им. Дэвида и Люсиль Паккард, Исследовательской корпорации содействия развитию науки, Фонду им. Кавли, Фонду им. Джона Темплтона, Пенсильванскому университету и Массачусетскому технологическому институту. Я также благодарю Джонатана Ротберга и всех анонимных жертвователей за щедрую поддержку проекта «Омнископ».

Рекомендованная литература

Эта книга опирается на огромный корпус трудов научного сообщества. Большинство их опубликовано в виде журнальных статей, на которые я ссылаюсь в собственных статьях (их перечень здесь: http://space.mit.edu/home/tegmark/technical.html). Кроме того, существует множество книг, авторы которых стремились объяснить ключевые идеи неспециалистам. Вдобавок к ссылкам в тексте я упоминаю некоторые из множества замечательных книг такого рода, по которым вы сможете продолжить изучение затронутых проблем. Я постарался сгруппировать их по основным освещаемым вопросам, хотя многие издания касаются сразу нескольких тем. Знаки интеграла (∫) указывают на сложность книги в научном (математическом) отношении, подобно тому, как в ресторанном меню стручками перца обозначают степень остроты блюд.