Взгляд со стороны. Естествознание и религия

Примером могут служить сухопутные позвоночные и животные, обитающие в водной среде. Согласно эволюционной теории, и те и другие эволюционировали от общего предка – хордовых животных. Однако внешний вид и строение внутренних органов гидробионтов и наземных животных разительно отличаются, поскольку сформированы под воздействием различных физических сред.

На Земле в условиях гравитации реакцией растения на действие силы тяжести является геотропизм – направленный рост растения против вектора силы тяжести. Опыт выращивания растений в космосе показал, что при отсутствии гравитации растения при росте могут цепляться за какую-либо поверхность и виться вдоль неё или тянуться к свету. Многолетние биологические эксперименты на Международной космической станции (МКС) позволили сделать заключение, что растения адаптируются к внешним условиям и прекрасно переносят отсутствие гравитации.

Происходящие под воздействием окружающей среды направленные изменения в геноме и случайное формообразование взаимозависимы и неотделимы друг от друга. Это указывает на то, что эволюционный процесс имеет направленную случайность (см. «Случайность и эволюция»).

Данное предположение находит подтверждение в выдвинутой А. В. Мелких теории направленной эволюции, согласно которой случайность в эволюции является следствием неопределённости в окружающей среде (см. «Информация и Вселенная»).

Учитывая, что генетический Код Вселенной не хранит информацию о форме физических объектов, следует полагать, что и в генетическом коде живых организмов будет отсутствовать информация об их внешнем виде и форме внутренних органов.

Расшифровка геномов животных показала, что гены кодируют информацию о строении белков живой клетки и самостоятельно не определяют форму тела и размещение в теле органов (см. «Случайность и эволюция»).

Наследуемые свойства организма, которые закодированы в геноме не прямо, а опосредованно, и не связаны с изменением собственно нуклеотидной последовательности ДНК, изучает эпигенетика. Эпигенетическая теория утверждает, что основополагающее влияние на наследственность оказывает не геном, а информация окружающей среды, запускающая эволюционный процесс. В настоящее время имеются убедительные доказательства того, что эпигенетическая наследственность распространена повсеместно и участвует в адаптивной эволюции и макроэволюции.[100]. В процессе адаптивной эволюции организм приспосабливается к внешним условиям и устанавливает новое равновесие с внешней средой. Макроэволюция формирует надвидовые таксоны (крупные систематические единицы: из видов – новых родов, из родов – новых семейств и т. д.)

Предположив, что при образовании нашего физического тела одновременно появляется и виртуальная информация о его происхождении, мы приходим к поразительной идее: мозг только моделирует некоторую часть существующей виртуальной информации, и мы ничего нового не изобретаем.

А. В. Мелких опубликовал в международном журнале Symmetry теорию, в соответствии с которой мозг не приобретает новых знаний самостоятельно. Всё поведение человека и животных является врождённым. Когда мы что-то узнаём или понимаем, это означает, что мы используем существующие программы. Ни искусственные, ни естественные системы не могут приобретать знания, создавать новые концепции, обобщать и т. д. Если информация новая, то она бесполезна. Если это полезно, то это не новость. Человек не познаёт, а лишь пользуется заложенными в него программами. Любые расчёты и доказательства возможны только потому, что идеальный истинный результат существует заранее и изначально встроен в мозг[101].

Первая в мире женщина – профессор математики Софья Ковалевская в «Воспоминаниях» пишет, что по счастливой случайности (не хватило обоев при ремонте) стена в одной из детских комнат была оклеена литографированными страницами лекций М. В. Остроградского о дифференциальном и интегральном исчислении. Эти «таинственные иероглифы» пробудили у девочки живейший интерес, и она проводила целые часы перед стеной, пытаясь в них разобраться. Когда много лет спустя пятнадцатилетняя Софья брала первый урок дифференциального исчисления у известного преподавателя математики в Петербурге А. Н. Страннолюбского, он удивился, как скоро она охватила и усвоила понятия о пределе и о производной, «точно наперёд их знала»[102]. Будучи профессором математики, Стивен Хокинг про себя говорил, что он никогда не получал никакого математического образования со времён средней школы[103].

Из-за особенностей организма моделирование информации в мозгу у каждого человека происходит по-разному. Ричард Фейнман отмечал: «Поразительно огромное множество различных физических точек зрения и весьма разных математических формулировок, которые оказываются эквивалентными друг другу… Множество разных физических идей может описывать одну и ту же физическую реальность. Так, классическая электродинамика может быть описана с полевой точки зрения, с точки зрения действия на расстоянии и т. д.»[104].

Гипотеза существования генетического Кода Вселенной рождает естественный вопрос: что может быть его носителем?

По вопросу носителя информации, которая управляет Вселенной, учёные высказывают различные предположения. По мнению А. В. Мелких, Вселенная запрограммирована квантовыми полями (см. «Информация и Вселенная). В. Б. Гухман в результате умозрительного эксперимента пришёл к заключению, что физическое поле может трансформироваться в несиловое поле, возможно, содержащее информацию. Это поле профессор условно назвал информационным. Информационное поле, по предположению учёного, – это вездесущее поле памяти, в котором запечатлена природа (в том числе природа человека). Силовые формы поля, традиционно называемые физическими полями, исчезают и появляются на фоне постоянно существующего информационного поля, являющегося онтологическим фундаментом всех физических полей, вне зависимости от их энергетики. Из информационного поля каждое конкретное физическое поле черпает порцию информации в объёме, необходимом для управления силовой функцией данного физического поля. Информационное поле предшествует другим полям и субстанциям – корпускулярно-вещественной форме материи и антиматерии, физическим полям, сознанию, но не пространству[105].

По нашему предположению, Код записан на нематериальном носителе и единственный реальный претендент – пространство, образующее с расположенным на его геометрии Кодом информационное поле Вселенной. Учитывая, что время неотделимо от пространства, имеется определённый соблазн наделить его свойством, позволяющим однонаправленно считывать информацию с генетического Кода.

Если во Вселенной присутствует информационное поле, возникает вопрос: образует ли информация, записанная на геометрии пространства, шероховатость?

Расчёты показывают, что зернистость пространства может по-разному влиять на распространение в космосе гамма-излучения различных энергий. Чтобы определить, имеется ли у пространства зернистость, Филипп Лоран из Университета Париж Дидро во Франции и его коллеги проанализировали архивные данные орбитальной обсерватории Integral, которая зафиксировала один из самых мощных гамма-всплесков (GRB), зарегистрированный детектором ISGRI гамма-телескопа IBIS.

Точность измерений, выполненная телескопом IBIS, превысила все предыдущие в 10 тысяч раз, тем не менее анализ данных не обнаружил ни одного различия в поляризации гамма-лучей высокой и низкой энергии. Это указывает на то, что квантовая зернистость пространства, если она и существует, должна быть не более 10–48 метра[106].

В основу всех современных теорий положено предположение о дискретности пространства на уровне планковской величины. Данная гипотеза требует неопровержимого экспериментального подтверждения. Научное сообщество готовит грандиозный проект по проверке предполагаемой дискретности пространства-времени. Космическая миссия под названием Grail Quest планирует в период до 2050 г. запустить массив спутников, распределённых по обширной области космоса, которые будут наблюдать самое высокоэнергетическое излучение нашей Вселенной – гамма-всплески. И если пространство-время квантовано, можно зафиксировать замедление двигающихся миллиарды лет по космосу гамма-лучей[107].

Согласно ядерной физике, при образовании ядра нуклоны теряют часть своей массы Δm (Δm – дефект масс), которая переходит в энергию связи атома Есв. Например, для ядра бора, которое состоит из 11 нуклонов (5 протонов и 6 нейтронов), дефект масс Δm = 0,08186u (u – атомная единица массы =1,66054·10–27 кг) при суммарной массе нуклонов, входящих в состав ядра 11,08836u. В процентном выражении это ≈0,74 % от всей массы нуклонов. Тогда вся масса нуклонов в ядре составит 99,26 % массы свободных нуклонов. Максимальная энергия связи, приходящаяся на один нуклон ≈8,7 мегаэлектронвольт (1 МэВ = 1,6·10–13 Дж) или 1/108 от массы нуклона, что сопоставимо с величиной постоянной тонкой структуры α ≈ 1/137 и превышает энергию разрыва химической связи примерно в 106 раз.

По современным представлениям сильное ядерное взаимодействие переносится полем виртуальных глюонов, связывая три кварка вместе и образуя протон. Масса глюонов равна нулю. По расчётам физиков из США и Китая, выполненным на суперкомпьютере «Титан», кварки обеспечивают около 9 % массы протона. Вся остальная масса приходится на энергию движения и взаимодействия кварков и глюонов.

В процентном соотношении масса протона складывается из четырёх различных эффектов:

а) веса кварков, состоящих из валентных (свободных uud кварков) и виртуальных кварк-антикварковых пар («морских» кварков), которыми частицы постоянно обмениваются между собой, – 9 %;

б) кинетической энергии кварков, перемещающихся внутри протона, – 32 %;

в) напряжённости глюонного поля, удерживающей кварки вместе, – 36 %;

г) аномалий, возникающих из-за квантовых эффектов при сложном взаимодействии кварков и глюонов, связанных с остальными четырьмя кварками (s, c, b и t-кварками), – 23 %[108].

Учитывая, что протон образован из кварков, логично предположить, что спин протона равен сумме спинов кварков. В 1988 г. коллаборация EMC (European Muon Collaboration) сообщила, что вклад спинов кварков, из которых состоит протон, в суммарный спин протона составляет не более трети. Это необъяснимое свойство виртуальных антикварков в формировании спина протона породило так называемый «спиновый кризис», который не разрешён до настоящего времени.

Внутри протона постоянно возникают и аннигилируют виртуальные частицы. Эксперименты STAR на американском коллайдере RHIC в 2019 г. показали, что виртуальные пары появляются далеко не случайным образом – в них возникает гораздо больше d-антикварков чем u-антикварков. При этом по необъяснимым причинам u-антикварки влияют на спин протона гораздо сильнее, чем их многочисленные собратья. В итоге с учётом предположительного влияния обычных кварков удалось объяснить только около половины спинового кризиса. Это говорит о том, что нужно искать другие источники спина в ещё более экзотических типах виртуальных частиц, способных зарождаться внутри протонов[109].

Рождение и аннигиляция виртуальных частиц обусловлена квантовыми флуктуациями вакуума. Наиболее распространённым современным взглядом на природу физического вакуума является представление о нём как о некой полевой материи. Одной из возможных форм такого поля, согласно Стандартной модели, является поле Хиггса. По другим представлениям, вакуум – одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией. Несмотря на то, что в настоящее время известны многие свойства квантового поля, вопрос о его физической природе остаётся открытым.

Уравнения Эйнштейна показывают, что кривизна пространства-времени создаётся источниками гравитационного поля – массами вещества. Из эквивалентности энергии и массы (E0 = mc2) следует, что любой вид энергии изменяет геометрические свойства пространства-времени. Формула Эйнштейна также показывает, что огромное количество энергии может превратиться в маленькую массу. А из крохотной доли вещества, благодаря квадрату скорости света, можно получить гигантскую энергию (один грамм массы эквивалентен энергии 21 500 тонн в тротиловом эквиваленте).

Следует ожидать, что в пространстве, геометрия которого изменена информационным полем генетического Кода, должно наблюдаться присутствие энергии. Особенностью такой энергии будет отсутствие источника.

Теоретическая физика рассматривает квантовые флуктуации вакуума как кратковременные колебания уровня энергии, вызванные постоянным рождением и исчезновением виртуальных частиц. По современным представлениям флуктуации вакуума не имеют источника энергии. Исследования также показали, что у микрочастиц, которые совершают флуктуации в вакуумном пространстве, нет связи между энергией и импульсом. Такая особенность позволяет им исчезать или поглощаться другими частицами. Для виртуальных частиц также неприложимы такие классические понятия, как масса, скорость и траектория.

Виртуальными частицами квантовая теория поля объясняет все фундаментальные взаимодействия между реальными частицами. Одна частица на некоторое время может стать парой других, более тяжёлых виртуальных частиц, которые мгновенно воссоединяются с исходной частицей. Например, в атоме водорода электрон и протон связаны квантами электромагнитного поля (фотонами), и каждый фотон находится непродолжительное время в состоянии виртуальной электрон-позитронной пары.

Виртуальные частицы возникают всегда в паре частица-античастица. Время жизни виртуального состояния определяется соотношением неопределённости энергия-время, которое показывает – чем большей энергией обладает виртуальная частица, тем короче время её жизни. Из принципа неопределённости также следует: чем меньше масштаб исследуемой пространственно-временной области, тем больше энергия виртуальных частиц.

В 50-х гг. Джон Уилер пришёл к выводу, что на планковских масштабах (≈10–35 м, ≈10–44 с и энергии ≈1019 ГэВ) флуктуации вакуума так велики, что классическое непрерывное пространство-время «вскипает» и преобразуется в случайно колеблющееся состояние – пространственно-временную пену. Высокая кривизна пространства в планковском масштабе становится в наблюдаемых масштабах практически невидимой.

Современные исследования показывают, что вакуум, пронизанный пространственно-временной пеной, может обладать огромной внутренней энергией[110]. Если верить некоторым источникам, расчётная оценка энергетического потенциала вакуума, выполненная американскими учёными Ричардом Фейнманом и Джоном Уилером, показала, что энергии, заключённой в вакууме, имеющем объём обычной электрической лампочки, хватит для того, чтобы вскипятить все океаны на Земле[111].

Предположив, что квантовые флуктуации вакуума связаны с геометрией пространства, следует заключить, что вакуум имеет информационную природу и всё реальное вещество образуется из вакуума по программам генетического Кода Вселенной.

Принимая во внимание, что закон сохранения массы-энергии (по формуле Эйнштейна масса эквивалентна энергии) установлен эмпирически, его действие можно умозрительно расширить и распространить на области пространства-времени, где уже не работают известные физические законы. Подобное расширение возможно только в одном направлении – разрешении перехода энергии в неэнергетические сущности с возможностью их обратного перехода в энергию.

Науке достоверно известна только одна нематериальная сущность – информация. Объединив массу, энергию и информацию, из закона сохранения массы-энергии мы получим закон сохранения энергии-информации. Применив таким образом обобщённый закон сохранения к моменту Большого взрыва, мы избежим рождения Вселенной из ничего.

По-видимому, во время рождения Вселенной в ней полностью отсутствовало реальное вещество. По мере увеличения пространственно-временного интервала вещество всё больше и больше обретало реальность. Это подтверждают исследования учёных, определивших, что на уровне элементарных частиц на долю вещества, из которого состоят физические тела, приходится 9 %. На уровне атомов доля реального вещества увеличивается до 99 %. Полностью статус реальности обретает вещество в макромире. При этом внешний вид предметов, по которому мы воспринимаем их как реальность, формирует не само вещество, а химические связи – взаимодействия между атомами.

В квантовой теории поля всё вещество состоит из фундаментальных объектов – квантовых полей и связанных с ними элементарных частиц. Но нельзя исключить, что структура Вселенной состоит из большего числа уровней, чем предполагает современная физика. И самый глубокий уровень может оказаться информационным.

Профессор Стэнфордского университета А. Д. Линде уверен, что величины меньше планковских существуют, просто их нельзя измерить: «…t планковское, это примерно 10 в минус сорок третьей секунды (tp ≈ 10–43 с). Это момент начиная с которого впервые мы можем Вселенную рассматривать в терминах нормального пространства-времени, потому что если мы возьмём объекты на временах меньше, чем это, или на расстояниях меньше, чем планковское расстояние (это 10–33 см), – если мы возьмём меньшее расстояние, то на меньших расстояниях пространство-время так сильно флуктуирует, что померить их будет нельзя: линейки гнутся, часы вращаются, как-то нехорошо…»[112].

В книге «Предвидение Эйнштейна» Джон Уилер пишет: «На протяжении всей жизни Эйнштейн мечтал создать теорию, суть которой он не раз формулировал в своих работах: в мире нет ничего, кроме искривлённого пространства. Геометрия, лишь слегка искривлённая, описывает гравитацию. Геометрия, искривлённая несколько по-другому, описывает электромагнитную волну. Геометрия с новым типом возбуждения даёт магический материал – пространство – для построения элементарной частицы. И ничего инородного, "физического" в этом пространстве нет. Всё, что есть в мире, состоит из геометрии». По Уилеру «материя есть возбуждённое состояние динамической геометрии. <…> Геометрия предопределяет законы движения материи…»[113].

Статический и динамический эффекты Казимира экспериментально доказали, что энергия вакуума, несмотря на её виртуальную природу, взаимодействует с веществом.

Статический эффект показывает, что два параллельных зеркала, установленные в непосредственной близости друг к другу, испытывают притяжение. Это происходит потому, что чем ближе друг к другу поверхности, тем меньше длин волн между ними оказывается в резонансе и тем больше волн будет подавляться. В итоге давление изнутри на пластины будет меньше, чем снаружи.

В 70-х гг. лауреатом Нобелевской премии по физике Джулианом Швингером было высказано предположение, что зеркало (идеально проводящая металлическая пластинка), совершающее релятивистское движение, может преобразовывать виртуальные фотоны в непосредственно наблюдаемые реальные фотоны. Часть из виртуальных частиц не успеет проаннигилировать и будет разделяться, превращаясь в реальные фотоны. Под воздействием внешнего электрического поля по пластине потекут экранирующие токи, а сама пластина, подобно антенне, будет излучать энергию.

Фотоны, рождаемые в динамическом эффекте Казимира, несут отпечаток своего квантового происхождения. Это так называемый свет с двухмодовым сжатием, статистические свойства которого отличаются от классических источников[114].

Квантовое происхождение имеет и излучение Хокинга, поскольку у него также нет источника – движущихся зарядов или масс. Оно возникает в результате изменения свойств вакуума при формировании чёрной дыры из-за коллапса в её недрах материи. Корреляции между фотонами, рождающимися в динамическом эффекте Казимира, напоминают предполагаемые корреляции в излучении Хокинга, но до сих пор эти корреляции не исследованы даже теоретически[115].

Квантовая теория утверждает, что ни при каких процессах информация не может быть разрушена или потеряна. Если известно полное квантовое описание системы, можно всегда точно определить её более раннее или более позднее квантовое состояние при сохранении информации. Закон сохранения квантовой информации имеет огромное значение для всех физических теорий, так как он касается истоков материального мира. Принято считать, что принципы квантовой механики управляют всеми другими законами природы, и закон сохранения квантовой информации распространяется на все происходящие во Вселенной процессы. Но, как было показано, закон сохранения информации справедлив только для фундаментальной информации, которая хранится в генетическом Коде Вселенной.

Приверженцы информационного строения Вселенной сравнивают её с гигантским квантовым компьютером. Профессор Массачусетского технологического университета Сет Ллойд в беседе с обозревателем «Радио Свобода» сообщил: «Утверждение, что Вселенная – компьютер, это строгое математическое наблюдение о способности Вселенной обрабатывать информацию. <…> Я вижу это так: законы квантовой механики, законы гравитации и т. д. – это "железо", оборудование, на котором ведёт вычисления видимая Вселенная. А квантовые флуктуации, которые определяют эволюцию окружающего мира, – это программное обеспечение, алгоритмы»[116].

Двое физиков из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта Артём и Валериан Юровы опубликовали исследование, в котором развивается предположение об аналогии между Вселенной и квантовым компьютером. Они утверждают, что Вселенную нужно рассматривать как квантовый объект или кубит в большой вычислительной машине[117].

Как устроена Вселенная, можно строить только предположения. Чем глубже наука проникает в строение материального мира, тем призрачнее становится мир и тем туманнее граница, разделяющая реальный и виртуальный миры. Но тот факт, что все физические законы ни на одном из уровней организации материи не теряют друг с другом связь, служит неопровержимым доказательством присутствия во Вселенной единой глобальной и непостижимой организующей Сущности, управляющей Вселенной.

В 1985 г. британский физик-теоретик Пол Дэвис высказал следующее мнение: «…вся природа, в конечном счёте, подчинена действию некой суперсилы, проявляющейся в различных "ипостасях". Эта сила достаточно мощна, чтобы создать нашу Вселенную, наделить её светом, энергией, материей и придать ей структуру. Но суперсила – нечто большее, чем просто созидающее начало. В ней материя, пространство-время и взаимодействие слиты в нераздельное гармоничное целое, порождающее такое единство Вселенной, которое ранее никто не предполагал»[118].

Космолог и астрофизик Мартин Рис в интервью газете Daily Mail высказал следующую мысль: «Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что её ждёт. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира – так и останутся недоказанными предположениями. Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомёк, как устроена среда, в которой они живут. У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства – ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума»[119].