Антропний космологічний принцип: його природничо і філософсько-методологічний зміст. Сучасна космологічна модель: основний космологічний принцип

І саме створення світу, його збереження
і управління звіщає велич Божества.

Викл. Іоанн Дамаскін

ЕВОЛЮЦІЯ ВСЕСВІТУ

Чудовим досягненням космології та фізики XX століття є опис еволюції Всесвіту та її матерії (речовини та випромінювання), яке загалом узгоджується з викладом творіння неба та землі, представленим у Книзі Буття пророком Мойсеєм. Нагадаємо, що для 1-го дня творіння головними збігами обох описів (при не надто символічному трактуванні тексту Біблії) виявляються: початок матеріального світу (Всесвіту), виникнення світла (випромінювання) до утворення Сонця та зірок та відокремлення світла від темряви (випромінювання від речовини ).

Отже, згідно з сучасними науковими уявленнями, ми живемо в Всесвіті, що розширюється, який виник 15-20 мільярдів років тому як потік матерії, зі стану "хибного" фізичного вакууму, створеного Творцем "з нічого". Цей потік речовини та випромінювання, що має гігантську щільність, фантастично високу температуру та розміри, на багато порядків менші, ніж розміри атомного ядра, почав розширюватися, створюючи простір та час. Розширення Всесвіту описується стандартною космологічною моделлю, в якій початковий момент невдало названий "Великим вибухом". Оскільки простір і час формуються матерією, то це - не вибухнув, а швидше Всесвіт, що роздмухується. Модель еволюціонує Всесвіту заснована на астрономічних та астрофізичних результатах, а також на даних фізики елементарних частинок. Вона розвивається вже понад 70 років і набула статусу фізичної картини світу, органічно входячи в загальну систему знань. Модель дозволяє оцінити щільність матерії, її температуру (енергію) та розміри Всесвіту у будь-який момент часу після початку творіння. А використовуючи енергетичні залежності елементарних частинок, вона також передбачає склад матерії Всесвіту, що розширюється.

Разом з тим, до кінця XX століття вчені дійшли розуміння фізичних основ світобудови, які фактично виступають у вигляді комбінацій всього 4-х видів взаємодій (сил) – гравітаційного (тяжіння), сильного (ядерного), електромагнітного та слабкого (радіоактивний розпад). Ці сили описуються набором фундаментальних фізичних констант, таких, як гравітаційна постійна швидкість світла, постійна Планка, заряд електрона, маса протона та інші, які пов'язують фізику елементарних частинок і космологію. При цьому вважається, що константи набули своїх значень на ранній стадії розширення Всесвіту досить довільно, тобто з наукової точки зору, певною мірою випадково. І ось, у другій половині XX століття вченими знайдено разючий зв'язок між точними значеннями констант і можливістю виникнення життя і розуму у Всесвіті. Навіть незначні зміни цих параметрів призводять до структур та властивостей Всесвіту, в якому життя не реалізується.

ЗМІНА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ КОНСТАНТ

Вже з ранніх моментів еволюції Всесвіту, що розширюється, існують параметри, які з дуже великою точністю визначають подальший розвиток Всесвіту, що призводить до виникнення умов, необхідних для появи життя і людини.

Так, наприклад, енергія тяжіння, що залежить від середньої щільності матерії, гальмує швидкість розширення Всесвіту, що визначається кінетичною енергією розльоту. За певної критичної щільності матерії ці енергії врівноважуються. Тоді момент часу t=10-35 сек. (одиниця, поділена на число з 35 нулями) від початку виникнення Всесвіту середня щільність повинна дорівнювати критичній з фантастичною точністю - 10-55. Якби середня щільність була більшою критичною, то Всесвіт через кілька мільйонів років почав різко стискатися і сколапсував у початковий стан, не розвившись до сучасної епохи. За середньої щільності, меншої критичної, відбулося б швидке розширення Всесвіту, у якому матерія не встигала розвинутися до форм, необхідні життя. В цьому випадку не встигають утворитися атоми водню і, отже, сформуватися зірки, планети та галактики.

Інший приклад. Оскільки у початковий момент творіння Всесвіту разом із матерією формується простір, його розмірність одна із найважливіших параметрів нашого світу. Однак його значення не виводиться із фізичних принципів, а вважається випадковим числом. Але аналіз законів тяжіння та електродинаміки показує, що лише у тривимірному просторі можливі стійкі орбіти руху небесних тіл та електронів в атомах. При менших розмірностях рух виявляється дуже обмеженим, а за більших - неможливе утворення планетних систем та хімічних елементів. Отже, лише тривимірному просторі забезпечується розвиток матерії до розумного життя.

Далі, в одному з ранніх періодів еволюції Всесвіту (t<10-4 сек.) материя представлена тяжелыми частицами и античастицами, образующими вещество и антивещество. При взаимодействии частицы с античастицей происходит их уничтожение (аннигиляция), то есть они превращаются в излучение. Если бы число частиц и античастиц оказалось бы поровну, то все вещество и антивещество аннигилировало в излучение, эволюция вещества прекратилась, а Вселенная представляла бы собой расширяющийся объем, наполненный одним излучением. Естественно, во Вселенной без вещества зарождение жизни представляется невозможным. Однако в этот период количество частиц оказалось на одну миллиардную часть больше, чем количество античастиц, и после аннигиляции этот избыток вещества обеспечил дальнейшее развитие материи вплоть до появления жизни и человека.

Кінець цього періоду (адронної ери) характеризується ядерним синтезом, тобто починають утворюватися протони (ядра водню) та нейтрони (нейтральні частки, що беруть участь у формуванні ядер атомів). Протон – стабільний, а вільний нейтрон розпадається за 15 хв. При утворенні ядер дуже важлива точність різниці мас нейтрону та протону. Зменшення цієї різниці призводить до радіоактивності протона та стабільності нейтрону. У цьому випадку у Всесвіті не було б стабільних атомів водню, а світ складався б переважно з атомів гелію. Але без водню немає ні органічних молекул, ні води, тобто життя.

Взагалі склад речовини Всесвіту вкрай чутливий до зміни величин мас протона, нейтрону і електрона. Так, збільшення маси електрона призвело б до аналогічного ефекту, описаного вище, та переважання атомів гелію у Всесвіті.

Дозоряний період (ера випромінювання) закінчується утворенням атомів водню та гелію, з яких далі формуються зірки. Ядра інших елементів синтезуються у надрах зірок у результаті ядерних реакцій. Ці елементи поширюються у Всесвіті під час вибуху наднових зірок. Однак при зміні мас протона, нейтрону та електрона у будь-який бік час життя зірок різко скоротився б. Вони швидко вибухнули б, і для накопичення життєво важливих елементів (наприклад, вуглецю та кисню) забракло часу.

Крім того, якби константа слабкої взаємодії виявилася більшою або меншою від свого сучасного значення, то наднові зірки взагалі не вибухали б, а Всесвіт складався тільки з водню і гелію. Тому хімічний склад Всесвіту, з якого складається вся природа та людина, не сформувався б.

Хімічний склад Всесвіту дуже чутливий також і до константи ядерної взаємодії. Якби величина цього параметра була меншою, то стабільних (не радіоактивних) ядер утворилося значно менше. При зменшенні константи на 50% вуглець і залізо виявилися б радіоактивними ядрами і змогли брати участь у освіті органічного і неорганічного речовини, тобто життя виникло б.

Таким чином, згідно з сучасними науковими уявленнями, і людина, і навколишня природа складаються з "космічного пилу", який формувався при точних параметрах фізичних законів. Тут доречно згадати і Біблійний текст: І створив Господь Бог людину з земного праху... (Бут. 2:7).

Є також суворі обмеження і на місце проживання людини у Всесвіті. Так, якби гравітаційна стала була слабшою, а константа електромагнітної взаємодії трохи сильнішою, то всі зірки виявилися б червоними гігантами. При відхиленні цих параметрів в інший бік, тобто якби тяжіння було б сильнішим, а електромагнітні сили – слабшими, всі зірки стали б блакитними карликами. В обох випадках утворення населених планет не відбулося б.

Цей перелік порушень точних значень фундаментальних фізичних констант, що перешкоджають виникненню та розвитку життя у Всесвіті, можна продовжити майже до нескінченності. До нього також входять: зміни швидкості світла та енергії зв'язку ядра дейтерію, наявність резонансного рівня енергії в ядрі вуглецю, зміни параметрів Землі (відстань до Сонця, положення в Галактиці, склад атмосфери, дуже вузькі межі мінливості біосфери тощо) та багато іншого інше.

Таким чином, наукові результати показали вражаючу внутрішню гармонію природи, що виразилася у числових співвідношеннях фундаментальних фізичних констант із різних розділів фізики та астрономії, що описують структуру та властивості Всесвіту. Виявилося, що тільки за цих співвідношень можливе життя і поява розумної людини у Всесвіті.

АНТРОПНИЙ КОСМОЛОГІЧНИЙ ПРИНЦИП

Занадто велика кількість "щасливих випадковостей", що свідчить про дивовижну закономірність і гармонію світобудови, вимагає метафізичного пояснення доцільності виникнення та розвитку Всесвіту. Тому в другій половині XX століття деякі вчені, в основному з атеїстичним світоглядом, сформулювали антропний космологічний принцип, який повинен пов'язувати космологію, властивості Всесвіту та факт існування людини ("спостерігача") у ній.

Використання антропного принципу спочатку мало суто світоглядний характер, на відміну від фізичних принципів, таких, як принцип Ферма в оптиці або принцип Паулі в квантовій механіці. Звідси й неоднозначне ставлення до антропного принципу як філософів, і фізиків. Пізніше, як евристичний принцип, його стали використовувати деякі фізики при побудові теорій квантової космології.

Розглядаються слабкий та сильний антропні принципи. Слабкий виходить із припущення про існування нескінченної множини причинно не пов'язаних, випадкових всесвітів у часі та просторі з нескінченним розмаїттям значень фундаментальних фізичних констант. Серед цих всесвітів випадково з'явився наш Всесвіт, у якому співвідношення фундаментальних параметрів дозволяє виникнути та розвиватися життю та розуму, тобто "спостерігачеві".

Таким чином, у слабкому принципі відроджуються старі атеїстичні концепції багаторазових та випадкових виникнення всесвітів при нескінченних повтореннях їх космологічного розвитку. Здається, гіпотеза про існування багатьох інших всесвітів є метафізичною спекуляцією. Дійсно, через причинну незв'язаність таких всесвітів кожен "спостерігач" ніколи нічого не дізнається про інших всесвітів, крім свого, - для нього інші всесвіти принципово не спостерігаються і, можливо, не існують.

Сильний антропний принцип свідчить, що наш унікальний Всесвіт з усіма його точними законами і константами має бути таким, щоб на деякому етапі її еволюції забезпечувалося виникнення людини розумної, тобто "спостерігача". Вважається, що квантова механіка та квантова космологія не мають сенсу без "спостерігача".

Поява антропних принципів у науці свідчить про спроби відповісти на фундаментальні метафізичні питання, наприклад, чому Всесвіт, його виникнення та еволюція чудово описуються точними раціональними законами, що забезпечують появу життя? Крім того, вивчення цих законів породило метафізичну проблему походження законів природи та їхнього математичного вираження. При спробі відповіді на ці питання в рамках самої фізики виникає "геделівська складність", і лише метафізичні передумови дозволяють якось обґрунтувати внутрішню досконалість світобудови. Пантеїст А. Ейнштейн каже: "Я не можу знайти слова краще, ніж "релігія", для позначення віри у раціональну природу реальності". Православні ж дотримуються апостола Павла: Вірою пізнаємо, що повіки влаштовані словом Божим, так що з невидимого походить видиме (Євр. 11:3).

Разом з тим, крім метафізично-антропного принципу можна інтерпретувати і з релігійної точки зору. Оскільки еволюція Всесвіту підпорядкована певній меті - створенню людини розумної, то Всесвіт відбувся не випадково, а його гармонія та взаємопов'язаність свідчить про Розум Творця. Але оскільки закони, що відкриваються наукою, не самодостатні, то необхідно і богословське розуміння еволюції Всесвіту і місця людини в ній.

ХРИСТИАНСЬКИЙ АНТРОПОЦЕНТРИЗМ

Космологічний антропний принцип, що постулюється ученими XX століття, намагається метафізично обґрунтувати закономірності еволюції Всесвіту, що призводять до появи людини розумної ("спостерігача"). Проте вперше концепцію астрономічного антропоцентризму в XIX столітті сформулював американський біолог А. Р. Уоллес (один із авторів теорії біологічної еволюції) і надав їй релігійного тлумачення. Але вже в Біблії пропонується антропологія, в якій людина посідає центральне місце у Божому творі Всесвіту.

У 1-му розділі Книги Буття створення людини дається як завершення творіння Всесвіту: І сказав Бог: створимо людину за образом Нашим, [і] за подобою Нашою, і нехай панують вони над рибами морськими, і над птахами небесними, [і над звірами, ] і над худобою, і над всією землею, і над усіма гадами, що плазуна по землі. І створив Бог людину за образом Своїм, за образом Божим створив його; чоловіка і жінку створив їх (Бут. 1:26-27). У ній показано, що людина створена після того, як виникли всі необхідні елементи та місце існування. А при вивченні еволюції матерії Всесвіту простежується схематичний еволюційний ланцюжок: елементарні частинки та випромінювання – протони та нейтрони – ядра водню та гелію, електрони – атоми водню та гелію – атоми хімічних елементів – молекули – рослини – тварини – людина. Людина, як і в Біблії, тут виявляється найвищим ступенем космічної еволюції і, згідно з антропним принципом, є тим "спостерігачем", який покликаний пізнавати Всесвіт.

У біблійних же текстах підкреслюється творіння одухотвореної людини: І створив Господь Бог людину з пороху земного і вдмухнув в особі його дихання життя, і людина стала душею живою (Бут. 2:7). При цьому людина вважається не лише вінцем творіння, а й владикою Всесвіту, тобто Всесвіт створений для людини. Про це говорить і псалмоспівець: Коли я дивлюся на небеса Твої - діло Твоїх пальців, на місяць і зірки, які Ти поставив, то що є людина, що Ти пам'ятаєш її, і син людський, що Ти відвідуєш його? Небагато Ти применшив його перед Ангелами: славою та честю увінчав його; поставив його володарем над ділами рук Твоїх; все поклав під ноги його... (Пс. 8: 4-7).

Крім того, людина створена не тільки як кінцева і досконала істота в ланцюзі творінь, але і як образ Божий, покликаний прагнути Божої подоби. Ось як пише про це святитель Григорій Богослов: "Божественний Логос сприйняв частинку новоствореної землі, виліпив Своїми безсмертними руками наше тіло і повідомив йому життя: бо дух, який Він вдихнув у нього, є потік невидимої Божественності. Так, з бруду та духу, було створено людина - образ Безсмертного..." (Догматичні поеми, 8).

Творіння людини за образом Божим означає отримання нею унікальних здібностей, що відображають Божественні властивості. Оскільки Творець є Особистість, Премудрість і Любов, то ці якості відображені в людині як прагнення свободи та знання, як здатність до творчості та любові. "Створеність на образ Божий означає, що царственість властива людині з моменту творіння.... Божественність є премудрість і логос: ти бачиш у собі розум і думка, що є образом першорозуму і першомисли..." (Святитель Григорій Ніський. Про влаштування людини ).

Таким чином, людина виявляється і продуктом еволюції Всесвіту, і Божим сином. Він ніби "кордон" між Творцем і матерією. "Людина створена твариною, щоб стати богом", - каже святитель Василь Великий. А Г. Р. Державін поетично відбив цю двоїстість людини в одязі "Бог":
Частка цілого я всесвіту,
Поставлений, каже мені, в поважний
Середини єства я тієї,
Де скінчив тварів Ти тілесних,
Де почав Ти духів небесних
І ланцюг істот пов'язав усіх мною.
Я зв'язок світів скрізь суть,
Я крайній ступінь речовини;
Я осередок живуть,
Риса початкова Божества;
Я тілом у пороху зітляю,
Розумом громам наказую,
Я цар – я раб – я черв'як – я бог!

Цей поетичний опис людини цілком відповідає образу "спостерігача", заради якого виник і еволюціонує Всесвіт, згідно з антропним космологічним принципом.

З божественних здібностей людини, вкладених у нього Творцем, випливають і обов'язки: "Той, хто створив людину для того, щоб він брав участь у Його повноті, так розпорядився її природою, щоб вона містила в собі початок всякого блага і щоб кожна з її здібностей пробуджувала в людині бажання відповідної Божественної якості" (Святитель Григорій Ніський, Велике слово, 5).

Однією з божественних здібностей людини є її прагнення пізнання свого Творця як Творця Всесвіту і як Отця Небесного, до подоби якого він покликаний прагнути. Христос закликає: Будьте досконалі, як Отець ваш Небесний досконалий (Мт. 5:48). І перша можливість пізнання Творця закладена у вивченні Його творінь - природи: "...Ми можемо пізнати Його, по-перше, споглядаючи благоустрій створеного Ним Всесвіту, який певною мірою є відображенням і подобою Його Божественних прообразів..." (Священномученик Діонісій Ареопагіт.Про божественні імена). Бог - Творець відкривається людині щодо природи у її закономірностях: Бо невидиме Його, вічна сила Його і Божество, від створення світу через розгляд творінь видимі... (Рим. 1:20). Таким чином, природа - "природне Одкровення" Творця, яке пізнається та досліджується раціональними науковими методами. Тут людина постає як "спостерігач" у термінології антропного принципу.

Друга можливість - "надприродне Одкровення" Творця, яке дається через Передання та Писання. До останньої належать твори святих отців та Біблія.

"Природне Одкровення" свідчить, що матеріальний Всесвіт підпорядковується певним фізичним законам, які не є самовираженням матерії, а формуються Словом Божим. Очевидно, творінню матерії передує Божественний задум, що встановлює ідеальні закони природи і забезпечує гармонію та красу світобудови. Тому можна сказати, що природа є матеріальним втіленням думки Творця. Звідси випливає, що Всесвіт і все, що його наповнює, існує тому, що є закони класичної та квантової механік, термодинаміки, ядерної та молекулярної фізики та інших розділів науки. При цьому Творець творить Всесвіт "з нічого": 1. На початку було Слово, і Слово було у Бога, і Слово було Бог. 2. Воно було на початку Бога. 3. Все через Нього почало бути, і без Нього ніщо не почало бути, що почало бути (Ів. 1:1-3). Одним із найбільших чудес Божественного природного одкровення разом із Боговтіленням вважається творіння "з нічого".

Людина, незважаючи на багато Божественних здібностей, не створює законів природи і тому не здатна творити "з нічого". Він лише відкриває їх, досліджуючи природу, та її творчість переважно пов'язані з пізнанням матерії і з переробкою її форм. Вчений з релігійним світоглядом вважає закони природи крихтою божественного Розуму, а саму природу - "природним одкровенням" Творця. Такий вчений виступає і як "спостерігач", згідно з антропним принципом, і як "богослов" природи. Вивчення "природного одкровення" і зіставлення його з Надприродним одкровенням дозволяють такому вченому побудувати християнську метафізику, в якій центральне місце відведено Богу - Творцю.

ВИСНОВОК

Таким чином, при порівнянні християнського антропоцентризму з сильним антропним космологічним принципом ми в обох концепціях знаходимо людину, заради якої створено і розвивається Всесвіт та його матерія. Крім того, в обох концепціях людина покликана пізнавати природу, тобто Всесвіт. Але в християнській антропології таке пізнання має на увазі відкриття Творця через Його творіння та шанування Його як свого прообразу. У антропному принципі людина виступає лише як вчений ( " спостерігач " ), появи якого матерія Всесвіту випадково еволюціонувала, використовуючи точні закони природи. Тут залишається загадкою, як "спостерігач", що з'явився через 15 мільярдів років, міг вплинути на Всесвіт, що вже сформувався, якщо і саме виникнення Всесвіту оголошується випадковим актом. У цій метафізичній інтерпретації антропний принцип містить досить невдалу альтернативу Божественному задуму та творінню.

З іншого боку, експериментальні та теоретичні результати астрофізики, космології, фізики елементарних частинок та інших дисциплін можна розглядати як свідчення творчого підбору фундаментальних параметрів матерії, виконаного Творцем при створенні Всесвіту. Разом із творінням Всесвіту цей підбір забезпечив виникнення та розвиток високоорганізованої живої матерії та людини, яка, створивши науку, відкрив у творі думку премудрого Творця. Така інтерпретація сильного антропного принципу збігається з християнським антропоцентризмом щодо взаємовідносин людини і природи, залишаючи осторонь інші покликання людини як християнина. Бо небеса проповідують славу Божу, і про діл Його рук твердить (Пс. 18:2).

Природно, що зазначена спільність антропного принципу та християнського антропоцентризму суперечить концепції так званого "креаціонізму", що відкидає еволюцію матерії Всесвіту і постулює невтручання Творця у створену природу, до якої належить і тілесна людина. Тим часом, антропний принцип свідчить про точні параметри, що призвели в процесі еволюції до формування матерії, з якої створені і місце існування, і сама тілесна людина. Християнський антропоцентризм додатково наполягає також на створенні та його духовної сутності, що забезпечує повноту і цілісність людської особистості. Так, "Великий Зодчий всесвіту задумав і створив істоту, наділену двома природами - видимою і невидимою. Бог створив людину, створивши її тіло з попередньої матерії, жвавої Його власним духом... Так народився певною мірою новий космос, великий і малий одночасно. .. тварина, що йде до іншої батьківщини і - вінець таїнства - уподібнився Богу простим прийняттям Божественної волі "(Святитель Григорій Богослов, Слово 45, на Великдень).

Нарешті, поява антропного принципу вказує на неусвідомлене прагнення деяких вчених до пізнання Божественної Премудрості, яке "... ми можемо досягти, як було сказано, і шляхом дослідження всього сущого, бо Премудрість, за Писанням, - влаштовниця Всесвіту, яка від віку творить все суще". , а також Причина непорушного порядку та згоди в усьому світі..." (Священномученик Діонісій Ареопагіт. Про Божественні імена).

Анотація
У цьому топіці обгрунтовується чому космологічний принцип не застосовний у частині поширеності життя у Всесвіті.
Розглядаються передбачувані механізми зародження життя і на підставі їх розгляду робиться висновок про надзвичайну рідкість життя у Всесвіті.

1. Космологічний принцип

Сучасна космологічна теорія базується на наступному основному положенні, що називається космологічним принципом: кожен спостерігач в той самий момент часу, незалежно від місця та напряму спостереження виявляє у Всесвіті одну й ту саму картину.Незалежність місця спостережень, тобто. рівноправність всіх точок простору, називається однорідності, незалежність від напрямку, тобто. відсутність виділеного напрямку у просторі – ізотропії Всесвіту.

Вже безпосередньо з космологічного принципу випливають деякі важливі висновки щодо будови Всесвіту. Наприклад, Всесвіт як ціле не повинен обертатися (оскільки вісь обертання була б виділеним напрямом), у неї не повинно бути центру та просторового кордону (інакше порушувалася б умова однорідності Всесвіту). Взагалі, головний висновок, що з космологічного принципу, це безмежність Всесвіту. Можна сміливо сказати, що це твердження є визначенням самого поняття “Всесвіт”. ()

Але цей принцип виконується лише приблизно. Галактики, зірки, планети, нарешті, живі істоти є відхиленнями від однорідності Всесвіту, оскільки їхнє існування означає, що фізичні умови в різних точках різні.(див. там же)

Останнє, як правило, дуже часто ігнорується і наші міркування при цьому приблизно такі: "Всесвіт ізотропний і однорідний і скрізь повинні діяти однакові закони фізики та хімії. Ми тут є, і породжені цими законами (принаймні не суперечимо їм), тому ми маємо право припустити, що раз там десь такі ж закони там теж життя є і теж розумне." Таким чином цими міркуваннями ми однієї неоднорідності Всесвіту приписуємо властивість того, чим вона не є – властивість однорідності.Нас не дивує, що немає абсолютно однакових галактик – що мовляв взяти з флуктуацій. Але інтуїтивно важко відмовитися від думки, що сам факт наявності життя це різновид флуктуації., яка має бути скрізь і всюди. Дуже важко. Тому я не сподіваюся, що навіть розуміння того, що життя якраз не є наслідок космологічного принципу, а навпаки відхилення від ньогокогось зможе переконати, що вона рідкісна. Нам це просто психологічно не зручно. Я б представив цей психологічний ефект, на рівні фізичного явища так, припустимо, що якась близька Галактика (а може й наша), за тих же законів фізики повністю, ну або на 90% складалася б із жовтих карликів, така ось була б аномалія. Нам тоді було б дуже важко уявити, що ніде більше таких Галактик немає, оскільки ми одну спостерігаємо. А зараз ми впевнені, що таких Галактик бути не може і можемо навести море доказів, чому вони неможливі. Такий психологічний парадокс.

2. Пара аргументів за широке поширення життя та заперечення на них

2.1. Це мій власний аргумент, коли я ще був прихильником поширення життя у Всесвіті.

Я міркував приблизно так: спостереження історія її існування показує, що це дуже стійка система. Вона існує і в підлідних океанах, і в гарячих джерелах, і в Маріанській западині, і в термосфері, майже висоті 400 км. Вона переживала шість масових вимирань, але збереглася. Якщо вірна гіпотеза "Землі-сніжка", то вона пережила мільйони років на повністю замерзлій планеті. Загалом це система з надстійкою рівновагою, як не випихайте її з "лунки існування" - вона повертається до вихідного стану - "існування життя". Отже, міркував я, якщо це якась фізико-хімічна зона рівноваги, то її поява є просто природний процес скочування фізико-хімічних процесів у цю "лунку".
І десь я висловив свій аргумент на просторах інтернету. На те, що мені було висловлено заперечення, яке я змушений був прийняти, через його справедливість. Заперечення виглядало приблизно так: "Так дійсно, це життя стійка система, це якась "потенційна яма" - потрапивши в яку вже важко вибратися з неї. Але "нежиття" теж стійка система і подолати "потенційний бар'єр" між цими двома стійкими станами дуже важко". Це, звичайно, не дослівно, але сенс був такий.
Ситуація дуже схожа на квантовомеханічне уявлення про "хибний" і "справжній" вакуум.
Тільки в ролі "хибного вакууму" - стійке життя, а "справжнього" - "не життя".

2.2. Другий аргумент досить відомий: "Як показує палеонтологічні дослідження, життя на планеті Земля з'явилася дуже рано, практично відразу, як з'явилися більш-менш умови для цього. Перші ознаки її існування це десь 3,8 млрд. років тому (графітові відкладення Ісуа, Гренландія).
Та й практично достовірно – строматоліти 3,5 млрд. років тому. Що означає, фактично ймовірність зародження життя, у відповідних умовах близьку до одиниці.

На цей аргумент, самі того не відаючи, заперечили дослідники групи Сазерленда, які довели можливість абіогенного синтезу всього необхідного спектру "цеглинок" для появи життя:
Ціаносульфідний протометаболізм - вірний шлях до земного життя

Цей процес у них віднесений до епохи пізнього метеоритного бомбардування:

Цитувати

Ось як це могло відбуватися.

При зіткненнях вуглецева речовина метеоритів поєднувалася з атмосферним азотом, внаслідок цієї високотемпературної реакції синтезувався ціаністий водень. З метеоритного шрейберзиту – залізо-нікелевого фосфіду – при імпактних високоенергетичних подіях виходили фосфати. У присутності води (ось вона - тепла калюжа!) ціаністий водень розчинявся і з'єднувався із залізом, утворюючи фероціанід. Туди ж змивалися хлориди, розчинні сполуки натрію, калію, кальцію - всього, що мала молода Земля. Коли калюжа випаровувалась, а вона повинна була випаровуватися через високу температуру на поверхні планети та метеоритне бомбардування, фероціанід нагрівався і, взаємодіючи з калієм, натрієм, кальцієм утворював відповідні ціаніди, вуглець і карбіди. Цей шар твердих солей винятково перспективний, тому що при їх розчиненні та нагріванні виходить набір необхідних для життя інгредієнтів: ціаністий водень, ціанамід, ацетилен. Останній утворюється при розчиненні карбіду кальцію у воді. Фосфати та сірководень додаються.

Щоб готувався бульйон, наша калюжа мала періодично висихати і знову заповнюватися водою, періодично освітлюватися світлом і часом занурюватися в темряву. І тоді в ній міг піти синтез відразу всіх необхідних біологічних молекул: нуклеотидів, амінокислот, ліпідів. Вчені запропонували взаємопов'язану мережу реакцій, і якщо старт дано, то на виході вийде весь набір. І немає потреби гадати, що було раніше – амінокислоти та білки чи цукру з рибонуклеотидами. Все було одразу. Тепла калюжа - це гаряча і пересихаюча водойма, заповнена синильною кислотою і сірководнем, освітлена жорстким ультрафіолетом: ласкаво просимо, життя!

Тобто. у життя був лише короткий період, коли вона могла з'явитися. Тоді чи ніколи. Інакше "цеглини життя" просто розсипалися б. А якщо ми тут, то яка б мала ймовірність появи в життя не була, вона з'явилася в єдиний можливий для його появи момент.

3. Він ховається в деталях

Є така особливість у нашого мислення – наша здатність узагальнювати. Розглядати все з висоти пташиного польоту. Воно добре висування наукових гіпотез, створення художніх образів, інтуїтивного розуміння предметів. Але цього способи мислення є недолік, таке мислення " туманне " , " розмите " й у разі, у питанні зародження життя, цей спосіб мислення (смисли без подробиць) призводить до омани. Ми знаємо, що походження життя це якесь фізико-хімічне питання, і припускаємо, спрощено міркуючи, що якщо життя з'явилося в результаті природних фізико-хімічних процесів, а це так є, то цей процес має відтворюватись "тут і скрізь". А ось остання саме помилка. І ось чому.

Те, що "цеглини" будівлі життя з'являються цілком закономірно, я описував вище (дослідження групи Сазерленда). Навіть більше, відомі некаталітичні процеси при яких можуть "збиратися" довгі ланцюжки ДНК/РНК полімерів: Тепловий потік через відкриту пору сприяє безперервній реплікації нуклеїнових кислот і відбору довших ланцюжків.
Але тут і починаються особливості, які не видно при узагальненому "розмитом" мисленні, але змінюють всю картину кардинально в подробицях. А ось у чому - абіогенний процес полімеризації нуклеотидів зовсім випадковий. В якому порядку підганяються до кінця ланцюжка ДНК/РНК нуклеотиди, що будується - це результат броунівського хаотичного процесу.
А щоб запустився процес молекулярної еволюції, не підходить будь-який полімер ДНК/РНК. Потрібен певний ДНК/РНК про певну послідовність нуклеотидів, з "вихідним кодом життя". Який саме не важливо, це залежить від конкретної гіпотези походження життя, суть у тому, що не будь-хто. Варіантів таких "потрібних" послідовностей набагато менше, ніж уся генеральна сукупність варіантів поєднань послідовності коду нуклеотидів. Ця випадковість складання і дає низьку ймовірність зародження життя від ~10^-20 до 10^-1000. Для мультиверса розміром 10^1000000000000 планківських величин це, звичайно, подія, що збувається багато разів. А для нашого Всесвіту, розміром 14*10^9, це якщо потрапить на нас, то, мабуть, дуже рідкісний, якщо не єдиний випадок на Всесвіт.

4. Шляхи відступу від логіки неминучої самотності.

Я якось узявся оцінити, якою є ймовірність зародження життя, залежно від кількості спроб у Землі, і можливої ​​частки рибозим (каталітичних активних РНК) у загальній генеральній сукупності всіх можливих варіантів поєднань нуклеотидів і в мене вийшло, що чисто теоретично можлива ймовірність зародження життя близька до одиниці:

Якщо, наприклад, у послідовність із 200 нуклеотидів, виявиться 10^80 варіантів "що дають життя" рибозим.

Але здоровий глузд підказує, що навряд чи таке можливе. А досліджень у цій галузі (нехай комп'ютерним моделюванням) ніким не проводилося. Не говорячи вже про експерименти.

У статті «Космологічне обговорення загальної теорії відносності», опублікованій 1917 р., Ейнштейн постулював, що жодна з усереднених характеристик космічного середовища не виділяє переважного становища чи переважного напрями у просторі. Ейнштейн назвав цю гіпотезу космологічним принципом.

У космологічному принципі відбилися погляди на Всесвіт, яких дотримувалися Ньютон і Гюйгенс, а ще раніше - Джордано Бруно, Лукрецій і давньогрецькі атомісти в V ст. до зв. е. Ейнштейн зрозумів, що цей принцип дозволяє вирішити проблему, поставлену Махом, тобто показати, що розподіл маси у Всесвіті та її рух визначають локально інерційні системи відліку. У теорії гравітації Ейнштейна структура простору-часу та розподіл енергії (маси) та імпульсу взаємозалежні, проте ця теорія не стверджує, що розподіл енергії та імпульсу визначає структуру простору-часу. Розглянемо, наприклад, Всесвіт, який є точковою масою. Як відомо, траєкторія пробної частинки, що рухається навколо точкової маси, являє собою еліпс, що повільно обертається (кеплерівський). Але той, хто обертається щодо чого? Теорія Ейнштейна відповідає на це питання точно так само, як теорія Ньютона, а саме: вона стверджує, що ізольована точкова маса сама по собі не дозволяє визначити систему відліку, що не обертається. Однак якщо розподіл енергії та імпульсу задовольняє космологічному принципу, то відкривається можливість дати суворе визначення поняття «система відліку, що спочиває» і вказати, як таку систему відліку вибрати. З точки зору застосування цей локальний стандарт спокою не відрізняється від абсолютного простору Ньютона.

Космологи розходяться у думках щодо значення космологічного принципу. Одні вважають його лише наближеним способом опису Всесвіту, інші розглядають як незаперечний закон. Ця відмінність у думках відбиває найбільш фундаментальні розбіжності, що стосуються взаємозв'язку космології та фізики. У фізиці є чітке різницю між законами, які виявляють стійкі, математичні закономірності, що у основі природних явищ, і початковими умовами, які відбивають випадкові, залежні від обставин аспекти природних явищ. Майже еліптична форма планетних орбіт - невід'ємна особливість будови Сонячної системи, оскільки така форма орбіт однозначно випливає із закону всесвітнього тяжіння Ньютона. Ексцентриситети та способи орбіт - випадкові елементи. Закономірності в таких випадкових елементах (орбіти планет формою близькі до кіл і лежать майже в одній площині), мабуть, обумовлені еволюційними процесами, які не відносяться до початкових умов. Подібним чином деякі космологи стверджують, що великомасштабну однорідність і ізотропію частини Всесвіту, що спостерігається, також слід пояснювати особливостями еволюції, а не початковими умовами.

На це можна заперечити, що умови, що визначають властивості Всесвіту як цілого, якісно відрізняються від умов, що зумовлюють властивості звичайних астрономічних систем. Обставини, під впливом яких сформувалися властивості окремих зірок, безперечно, випадкові. Ми не питаємо, наприклад, чому маса Сонця дорівнює 1,991×10 33 г, а не 1,992 x10 33 г. Статистичні властивості зоряної популяції, до якої відноситься Сонце, можуть бути менш випадковими.

Природно припустити, що Всесвіт загалом характеризується певною сукупністю статистичних властивостей, частина яких передбачувана по крайнього заходу у принципі, інші слід брати за аксіоми, як і самі законы. Однією з таких аксіом вважається космологічний принцип, що передбачає, що сам Всесвіт повинен мати ту ж просторову симетрію, що й закони, які описують її будову та еволюцію. На загальну думку, це надто сміливе припущення, але альтернативна гіпотеза здається не тільки спірною, а й незрозумілою. Якщо розглядати космологічний принцип як наближений опис доступної спостереженню частини Всесвіту, то що можна сказати про Всесвіт загалом? Відмовитися взагалі робити будь-які припущення - це означає відмовитися від спроб інтерпретувати результати космологічних спостережень або зрозуміти зв'язок між локально інерційними системами відліку та віддаленою речовиною. Припустити, що космологічний принцип можна застосувати, але лише як наближення до реальності, - означає припустити, що існують переважні точки та напрямки. Подібне твердження було б ще сильнішим припущенням, ніж космологічний принцип, причому таким, що не має жодних доказів.

І нарешті, на відміну від теорії Ньютона теорія гравітації Ейнштейна не є лише теорією гравітаційної взаємодії. Це також теорія простору-часу, а отже, і Всесвіту загалом.

Докази існування Бога. Аргументи науки на користь створення світу Фомін А В

АНТРОПНИЙ КОСМОЛОГІЧНИЙ ПРИНЦИП

АНТРОПНИЙ КОСМОЛОГІЧНИЙ ПРИНЦИП

Чому з нескінченної області всіляких значень фундаментальних фізичних постійних, що характеризують фізичні взаємодії, та нескінченного розмаїття початкових умов, які могли існувати в дуже ранньому Всесвіті, реалізуються величини та умови, що призводять до цілком конкретного набору особливостей, які ми спостерігаємо?

Можна показати, що стійкі рухи двох тіл відсутні при числі просторових координат більше трьох. Ще у 20-ті роки XX століття

П. Еренфест показав, що якби число просторових координат (N) дорівнювало чотирьом, то не існувало б замкнутих орбіт планет і, природно, Сонячної системи і людини. За N = 4 була б неможлива також атомна структура речовини. При N менше двох рух відбувається в обмеженій ділянці. Тільки за N = 3 можливі як пов'язані, і незв'язані руху, що й реалізується у спостережуваної Всесвіту.

Дослідження показують, що Всесвіт, в якому ми живемо, вдало пристосований для нашого існування. Основні властивості Всесвіту пояснюються значеннями кількох фундаментальних постійних (гравітаційна постійна, маса протона та електрона, заряд електрона, швидкість світла та інші).

У Всесвіті, що спостерігається, існує дивовижний збіг, вірніше, узгодження енергії розширення Всесвіту і гравітаційної енергії. Значення фундаментальних констант гравітаційної, сильної, електромагнітної взаємодій мають такі значення, що забезпечують можливість виникнення галактик та зірок, у тому числі стабільних, у яких термоядерні реакції протікають протягом багатьох мільярдів років

Для ілюстрації зв'язку характеристик Всесвіту з фізичними константами уявіть собі, що сталося при зміні значень фундаментальних світових постійних. Наприклад, якби маса електрона була втричі-вчетверо вище її нинішнього значення, то час існування нейтрального атома водню обчислювалося б кількома днями. А це призвело б до того, що галактики та зірки складалися б переважно з нейтронів та різноманіття атомів та молекул, їх у сучасному вигляді просто не існувало б.

Сучасна структура Всесвіту дуже жорстко обумовлена ​​різницею в масах нейтрону та протону. Різниця дуже мала і становить близько 10-3 від маси протона. Однак якби він був утричі більшим, то у Всесвіті не міг би відбуватися нуклеосинтез і в ньому не було б складних елементів. Збільшення константи сильної взаємодії всього на кілька відсотків призвело б до того, що вже в перші хвилини розширення Всесвіту водень повністю вигорів би і основним елементом у ньому став би гелій.

Константа електромагнітного взаємодії теж може істотно відхилятися від значення 1/137. Якби, наприклад, вона була 1/80, то всі частинки, що мають масу спокою, анігілювали б і Всесвіт складався б тільки з безмасових частинок.

Достатньо було б порівняно невеликої відмінності констант від існуючих насправді, щоб або галактики та зірки взагалі не встигли виникнути до нашого часу (якби константа гравітаційної взаємодії була на 8-10% менше), або зірки еволюціонували надто швидко (якби вона була більшою. на 8-10%). У співвідношенні констант виявлено такі тонкощі, що, наприклад, константа сильної взаємодії забезпечує протікання ядерного синтезу в надрах зірок з утворенням вуглецю та кисню, які поставляються в космос при вибуху наднових зірок і служать надалі матеріалом для формування зірок другого покоління типу Сонця та планетних систем . Зрозуміло, що навіть невеликого відхилення від константи сильної взаємодії було б достатньо, щоб життя на Землі виявилося неможливим. Якби величини цих констант дещо відрізнялися від їх значень, то властивості Всесвіту були зовсім іншими. Ці властивості є умовами виникнення тієї форми життя, яка існує на Землі. Сутність антропного принципу у цьому, що є невід'ємною частиною Всесвіту, природним наслідком її еволюції. Ми бачимо, таким чином, що наш реальний Всесвіт разюче пристосований для виникнення та розвитку в ньому існуючої форми життя. Можна сказати, що нам просто пощастило – константи в Метагалактиці виявилися сприятливими для виникнення життя, тому ми існуємо та пізнаємо Всесвіт. Але поряд з такою Метагалактикою є багато інших з іншими константами, з іншим розподілом матерії, геометрією і навіть, можливо, з іншими розмірами простору, абсолютно непридатними для життя, з умовами, які важко уявити.

Суть антропного принципу, сформульованого Г. М. Ідлісом з Інституту історії природознавства РАН в 1958 році, в наступному: Всесвіт такий, яким ми його бачимо, оскільки в ньому існує ми, тобто спостерігачі, здатні поставити питання про властивості Всесвіту. За інших параметрів у Всесвіті неможливі складні структури та життя у відомих нам формах2.

Вище було зазначено, що навіть невеликі зміни фундаментальних постійних призводять до якісних змін властивостей Всесвіту, зокрема неможливості існування складних структур, а значить, і життя3.

У нашому Всесвіті відбулося досить-таки точне припасування числових значень фундаментальних констант, необхідних існування її основних структурних елементів: ядер, атомів, зірок і галактик. Їх стійкість створює умови на формування складніших неорганічних і органічних структур, а кінцевому підсумку життя.

Через те, що в дуже ранньому Всесвіті реалізувалися величини та умови, що призвели до цілком конкретних значень сучасних фундаментальних фізичних постійних, що характеризують фізичні взаємодії, стала можлива наявність відомого нам Всесвіту, і ми маємо можливість пізнавати саме її4. При цьому виникає досить цікаве і складне з усіх точок зору питання про причини існування такого початкового припасування значень фундаментальних постійних.

доктор фізико-математичних наук, професор державного університету Дагестану. М. К. Гусейханов