Взгляд со стороны. Естествознание и религия

Знакомство с общепризнанной, увенчанной Нобелевской премией Стандартной моделью приводит к однозначному выводу: Вселенная организована таким образом, чтобы в ней могла существовать жизнь. Даже незначительное изменение численного значения одной из примерно 20 констант, входящих в Стандартную модель, полностью лишает Вселенную атомов. Изменение массы электрона всего на 0,2 % изменит время жизни звёзд настолько, что для эволюции живых организмов не хватит времени. Отклонение константы сильного взаимодействия всего на одну десятитысячную в ту или другую сторону сделает невозможным образование атомов углерода, а значит, и зарождение органической жизни будет невозможным.

Такая точная настройка Стандартной модели порождает много вопросов. Один из них – случайны ли наблюдаемые значения фундаментальных констант? И могло ли больше дюжины стабильных и взаимосвязанных друг с другом констант появиться случайным образом в момент или после Большого взрыва, по мере образования элементарных частиц и атомов?

Если Вселенная развивается случайным образом, должны меняться во времени и фундаментальные константы. Учёные решили получить ответ на данный вопрос путём прямого измерения фундаментальных постоянных в различных областях Вселенной. Для измерения была выбрана одна из физических постоянных – постоянная тонкой структуры ?, или постоянная Зоммерфельда. Данная константа является скалярной величиной, получена опытным путём и равная примерно 1/137. Она характеризует силу электромагнитного взаимодействия и определяет все основные свойства и характеристики объектов микромира: размеры электронных орбит в атомах, энергию связи между элементарными частицами и атомами, следовательно, все физические и химические свойства вещества.

Безразмерная ? образована из комбинации других фундаментальных констант: элементарного электрического заряда е, приведённой постоянной Планка h, скорости света в вакууме с и диэлектрической проницаемости свободного пространства ?

. Она также может быть образована и в терминах других фундаментальных физических констант. Её численное значение не зависит от выбранной системы единиц, поэтому она хорошо подходит для ответа на поставленный вопрос.

Большинство экспериментальных данных подтверждают неизменность постоянной ?. Исследования, проведённые в 2016 г. учёными из Института астрономии при Кембриджском университете и из Центра астрофизики и суперкомпьютерных вычислений в Технологическом университете Суинберна в Австралии, показали, что постоянная тонкой структуры в галактике за последние 8,5 миллиарда лет не изменилась[14 - Kotu? S., Murphy M. et al. High-precision limit on variation in the fine-structure constant from a single quasar absorption system, 2016. https://arxiv.org/abs/1609.03860.].

Астрофизики из семи стран под руководством Майкла Вильчинского из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии установили, что физическая константа ? за последние 13 миллиардов лет – а это соответствует возрасту Вселенной 800 миллионов лет – сохранила своё значение с точностью до пятого знака после запятой. Но, когда учёные рассмотрели полученные результаты совместно с другими измерениями константы, они заметили пространственные вариации постоянной на уровне статистической значимости[15 - Wilczynska M., Webb J. et al. Four direct measurements of the fine-structure constant 13 billion years ago. – Science Advances, 2020. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aay9672.]. Это указывает на то, что расхождение между современными и прошлыми значениями постоянной тонкой структуры зависит не от количества прошедшего времени, а от пространственного положения тех точек, где были сделаны замеры.

Неизменность константы подтверждает Стандартную модель. Однако существуют теории, в отличие от Стандартной модели, допускающие изменение фундаментальных констант во времени. Но здесь важно другое. Известно, будь ? всего на 4 % больше, производство углерода внутри звёзд стало бы невозможным, следовательно, и зарождение жизни на нашей планете не произошло бы.

Если константа стабильна, наша Вселенная изначально была запрограммирована на возникновение жизни. Если же она изменяется – однородности и изотропности Вселенной нет, и человечество возникло в тот момент, когда возможно его существование. И нам отведён небольшой отрезок жизни во времени и крохотная часть пространства Вселенной с наблюдаемыми в настоящее время параметрами.

В первые моменты существования горячей и плотной Вселенной количество частиц и античастиц было одинаковым. Из этого следует, что Вселенная вообще не могла образоваться, – аннигиляция частиц и античастиц должна была превратить её в электромагнитное излучение. Но, как известно, Вселенная почти полностью образована из материи.

Факт существования нашей Вселенной в форме вещества (барионов) и отсутствие сколь-либо значимого количества антивещества указывают на существенную неполноту современных знаний. Некоторые учёные полагают, что для описания современной картины микромира следует предположить существование дополнительных полей и взаимодействий.

Для объяснения наблюдаемого с ускорением расширения Вселенной космология вводит гипотетический вид энергии – тёмную энергию с отрицательным давлением (антигравитацией). Её доля составляет примерно 70 % от всей энергии Вселенной, но из-за низкой плотности (?10

г/см

) экспериментально обнаружить тёмную энергию не представляется возможным.

Если тёмная энергия связана с ускорением Вселенной, возникает закономерный вопрос: почему ускорение Вселенной началось именно с конкретного момента времени? Начнись ускорение раньше, звёзды и галактики не успели бы сформироваться, и для возникновения жизни не осталось бы никаких шансов.

Не исключено, что для расширения Вселенной не требуется обязательное присутствие в пространстве тёмной энергии. Силы гравитации могут уступить место антигравитационным силам при переходе до величин, сопоставимых с наблюдаемой Вселенной. Примером может служить неожиданное изменение сил притяжения на силы отталкивания при попытке сблизить друг с другом нуклоны в атомном ядре на расстояние меньше 0,5 Ферми.

Только 5 % во Вселенной составляет обычная материя, и она хорошо изучена. Об оставшихся 95 %, которые приходятся на тёмную энергию и тёмную материю, мы не знаем практически ничего. Павел Кроупа, профессор из Института астрономии имени Аргеландера при Боннском университете в Германии, изучая движение карликовых спутников галактики, пришёл к выводу, что, если работают законы Ньютона и есть тёмная материя, там, где она есть, по законам Ньютона её быть не должно[16 - Тунцов А. Карлики рушат законы механики, 22.04.2009 г. https://www.gazeta.ru/science/2009/04/22_a_2977764.shtml.].

Если Большой взрыв вызвал расширение Вселенной, должно было возникнуть сильное неоднородное распределение вещества, а этого не наблюдается. Непонятно, как в однородной Вселенной образовались неоднородности, явившиеся причиной образования галактик.

Теоретически модель Большого взрыва хорошо разработана, имеет строгое математическое обоснование и подтверждена многочисленными опытами. Но она не включает в себя гравитацию и не даёт ответа на вопрос, что такое тёмная материя, если её существование реально. Также неизвестно, почему у нынешних фундаментальных физических констант именно такие значения. Эти проблемы вызвали к жизни альтернативные теории. Среди них – теория струн, петлевая квантовая гравитация, причинная динамическая триангуляция и другие теории. К сожалению, ни одна из них не находит экспериментального подтверждения.

Первая попытка объединения квантовой теории с гравитацией была предпринята при жизни Эйнштейна. В 1914 г. финский физик-теоретик Гуннар Нордстрём, повысив на единицу размерность пространства и применив теорию электромагнетизма Максвелла к пятимерному миру, объединил гравитацию с электромагнетизмом. Впоследствии немецкий физик Теодор Калуца пересмотрел идею Нордстрёма о скрытой размерности и сделал её скрученной. Для этого он применил ОТО к пятимерному миру и получил электромагнетизм. Шведский физик Оскар Клейн усовершенствовал идею Калуцы по объединению гравитации с электромагнетизмом и из уравнений Эйнштейна с изящностью вывел уравнения Максвелла.

Это была победа! Учёные вместе с Эйнштейном ликовали. Но пятое измерение рождало бесконечное множество решений во времени. В дополнение к этому решения оказались нестабильными. В итоге очередная теория потерпела неудачу. Смертельный нокаут она получила в 30-е гг. с открытием сильных и слабых ядерных взаимодействий, о которых и не подозревала.

Теории струн для описания всех известных элементарных частиц потребовалось уже десять измерений пространства, включая известные нам четыре. Идея теории струн состояла в том, что колеблющуюся струну планковских размеров можно представить как возбуждённое состояние пространства, обладающее энергией. Струна была фундаментальна, не имела структуры, а элементарные частицы рождались из возбуждённых мод струн.

В теории струн закон движения определяет законы сил, в то время как в других теориях движение частиц и фундаментальные силы – два разных понятия. В отличие от свободных констант, струнная константа связи – это физическая степень свободы. И вместо того, чтобы быть параметром законов, она становится параметром, отмечающим решения. Из-за этой особенности поведение струны фиксируется не теорией, а особым многомерным миром, в котором она живёт[17 - Смолин Ли. Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует: Пер. с англ., 2006. http://www.rodon.org/sl/nsfvtsunichzes/.].

Проквантовав пространство, теория струн попыталась таким образом объединить квантовую механику и ОТО. Но это привело к непредсказуемым последствиям. Появилась ландшафтность, указывающая на существование до 10

вариантов различных миров, среди которых, возможно, находится и наблюдаемый нами мир. Доказать правильность теории стало невозможно, как и опровергнуть. Теория стала нефальсифицируемой. Взяв уверенный и многообещающий старт, она так и не доковыляла до финиша.

Объясняя устройство мира, некоторые учёные под давлением неопровержимых фактов включают в свои теории информационную сущность.

Член Нью-Йоркской академии наук А. М. Хазен сформулировал закон иерархического синтеза действия энтропии информации, представив информацию в виде физической переменной. По Хазену, в природе происходит самопроизвольный синтез информации. В основе теории синтеза информации лежат случайности.

Суть закона состоит в следующем. Информация есть устранённая неопределённость в достижении цели. Она передаётся с помощью сигналов – носителей информации. Сигналы сами по себе никакой информации не несут и требуют расшифровки. Природе, в отличие от человека, не требуется расшифровка значения сигналов для получения информации, так как она не имеет цели.

Развитие в природе происходит самопроизвольно, «над ней» никого нет. Но, чтобы использовать понятие информации для описания фундаментальных процессов в Мироздании, необходимо отделить её от цели. Хазен осуществил это с помощью энтропии, используя энтропию как меру неопределённости, следовательно, и как меру информации. Он предположил, что если неопределённость в процессах создания и развития Вселенной характеризовать энтропией как физической переменной, то устранение этой неопределённости будет задавать качественно и количественно информацию как физическую переменную этих процессов.

Свой закон учёный сформулировал следующим образом: в природе происходит процесс синтеза информации, использующий запоминание случайного выбора в данных условиях. Цепочка случайность – условия – запоминание – новые случайности – новые условия – запоминание и т. д. превращает в природе сигналы в информацию[18 - Хазен А. М. Закон иерархического синтеза действия-энтропии-информации и категории философии, 2008. https://cyberleninka.ru/article/n/zakon-ierarhicheskogo-sinteza-deystviya-entropii-informatsii-i-kategorii-filosofii.].

Взяв за основу второе начало термодинамики и закон Хазена, украинский учёный-философ О. А. Базалук создал новейшую теорию эволюции мира под названием «Эволюционирующая материя».

Суть теории в том, что, согласно второму началу термодинамики, энтропия при эволюции растёт. Но этот рост происходит с иерархическим участием изменения признаков, относительно которых определяется энтропия.

Исходя из закона Хазена, материя эволюционирует созидательно, проявляя себя в иерархическом структурировании. При этом созидательность возникает в результате и на основе стремления систем к максимуму беспорядка. Максимальный детерминизм в природе одновременно будет являться максимальным хаосом элементов предыдущего уровня иерархии. Всё во Вселенной подчинено принципу матрёшки: последовательной вложенности одного состояния материи в другое и образованных ими систем[19 - Базалук О. А. Современная теория эволюции (модель «Эволюционирующая материя»), 2011. (Философия и Космология). https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennaya-teoriya-evolyutsii-model-evolyutsioniruyuschaya-materiya.].

Крайне сложно усмотреть принцип матрёшки, наблюдая, как из невзрачного на вид семечка вырастает огромное дерево. Но если вложенность друг в друга состояний материи заменить вложенностью наследственных программ, весь процесс развития дерева становится более понятным.

Науке неизвестно, каким образом Вселенная пришла в состояние с низкой энтропией в начале своего развития, на последних стадиях которого мы живём. Квантовая физика указывает на тот факт, что в соответствии со вторым началом, чтобы задать начальные условия для создания Вселенной необходима невообразимая для нашего ума точность. Цифру, которую вывел британский физик и математик Роджер Пенроуз, «…нельзя даже полностью выписать в обычной десятичной системе исчисления: она представляла бы собой "1" с последующими 10

нулями! Даже если бы мы были в состоянии записать "0" на каждом протоне и каждом нейтроне во Вселенной, а также использовали бы для этой цели все остальные частицы, наше число, тем не менее, осталось бы недописанным»[20 - Пенроуз Р. Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики: Пер. с англ. – М.: Едиториал УРСС, 2003. https: www.litmir.me/br/?b=219364.].

Нам практически ничего не известно о фундаменте, на котором построена Вселенная. Экспериментальных доказательств, что информация возникает самопроизвольно в процессе образования физических объектов, у науки нет. В то же время твёрдо установлено, что изначально присутствующая в живом организме генетическая информация, закодированная последовательностью нуклеотидов ДНК, управляет развитием и функционированием всех форм жизни.

Мы подробно рассмотрели закон Хазена и научно-философскую модель Мироздания, предложенную Базалуком в связи с тем, что концепция случайности – это философия, фундамент, на котором стоит официальная наука. Требуется непоколебимое мужество для исследователя, чтобы открыто выступить против аксиомы, которая провозглашает случайность возникновения и развития материального мира.

Неудивительно, что закон иерархического синтеза информации недвусмысленно указывает на первоисточник – эволюционную теорию Дарвина. И Дарвин, и Базалук использовали одну и ту же идею, основа которой – запоминание случайного выбора в данных условиях.

Главными факторами эволюции по Дарвину являются изменчивость и отбор. Отбором дарвинизм объясняет механизм образования новых видов, и отбор выступает ведущим фактором эволюции. Случайные полезные изменения в виде мутаций запоминаются и передаются по наследству, в то время как особи, получившие вредные изменения, отмирают, превращаясь в хаос.

У Базалука материя эволюционирует путём случайного выбора из существующего хаоса с последующим запоминанием. Тем не менее учёный в своей монографии отметил: «Образование из точки сингулярности именно такой Вселенной неслучайно. Это строго обусловленный процесс; но вот кем или чем он обусловлен?»[21 - Базалук О. А. Мироздание: живая и разумная материя (историко-философский и естественнонаучный анализ в свете новой космологической концепции). – Днепропетровск: Пороги, 2005. https://salik.biz/doc/215-mirozdanie-zhivaja-i-razumnaja-materija.html.].

Генетика доказала несостоятельность классической теории Дарвина для объяснения наследственности. Новейшие исследования указывают на то, что изменения в организме происходят необязательно за счёт мутаций. Система адаптивного иммунитета бактерий и архей CRISPR/cas, имеющая огромное распространение в природе, работает в соответствии с эволюционной концепцией Ламарка, отвергнутой классическим дарвинизмом. «Да сохранит меня небо от глупого ламарковского "стремления к прогрессу", "приспособления вследствие хотения животных"», – резко отозвался Дарвин о трактате Ламарка «Философия зоологии»[22 - Цит. по: Википедия: Ламаркизм. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ламаркизм.].

Отбор, как один из многочисленных факторов, присутствует в эволюции живых организмов, но дарвинизм, в основу которого положена случайность, исчерпал себя и не имеет перспектив для дальнейшего развития.

В противовес Дарвину известный шведский цитогенетик Антонио Лима-де-Фариа в разработанной им эволюционной теории считает биологическую эволюцию продолжением предбиологической эволюции. С позиций глобального эволюционизма биологическая эволюция рассматривается учёным как продолжение общей эволюции материи, ею определяется и постоянно с нею связана невидимыми нитями. По теории Лима-де-Фариа, в природе не существует случайных процессов. «Эволюция – это процесс, внутренне присущий строению Вселенной… – утверждает учёный. – Естественный отбор – это некая произвольная система, некая абстракция, а не физический механизм. Как таковой, он не может быть механизмом эволюции»[23 - Лима-де-Фариа А. Эволюция без отбора. Автоэволюция формы и функции: Пер. с англ. – М.: Мир, 1991. https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/1760/1/1130179.pdf.].

Любопытно, но монография, всё содержание которой направлено на критику естественного отбора по Дарвину, одной из первых была переведена в 1991 г. на русский язык.

Революционную теорию направленной эволюции выдвинул доктор физико-математических наук Уральского федерального университета (УрФУ) А. В. Мелких. Исследования о направленной эволюции учёный представил на научной конференции «Развитие жизни: вопросы эволюции и развитие организмов». Конференция состоялась в Ереване в 2019 г. В работе конференции приняли участие учёные из России, Франции, Италии, Венгрии, Японии, Ирана и США. Доклад Алексея Мелких прозвучал как разорвавшаяся бомба.

Эволюция жизни по теории учёного, определяется не спонтанным естественным отбором, а процессами квантовой механики в клеточном ядре. Именно по такому принципу и происходит взаимодействие «кирпичиков» белков и ДНК.

Теория направленной эволюции в формулировках учёного базируется на трёх ключевых принципах.

Первый заключается в том, что эволюция априорно направлена. То есть существует априорная информация, в соответствии с которой происходят направленные изменения генома. Геном – совокупность всех генов организма, его полный хромосомный набор. В процессе направленной эволюции отбор и случайные мутации играют второстепенную роль.

Второй принцип гласит, что случайность в эволюции является следствием неопределённости в окружающей среде. Присутствие случайности в генетических процессах часто рассматривается в качестве доказательства дарвиновского (ненаправленного) характера эволюции. Однако случайность может быть просто следствием неопределённости в окружающей среде и самом организме. При этом эволюция остаётся одновременно направленной.