CC BY
58ТРУДЫ КАФЕДРЫ БОГОСЛОВИЯ
Научный журнал Санкт-Петербургской Духовной Академии Русской Православной Церкви
№ 3 (7) 2020
Священник Сергий Кривовичев
Невидимые миры современной физики: теологический анализ
DOI 10.47132/2541-9587_2020_3_37
Аннотация: Современная физика содержит целый ряд умозрительных гипотез, основанных на признании существования «невидимых» для физического исследования миров, которые условно можно разделить на четыре основные группы: связанные с многомировой интерпретацией квантовой механики; антимиры, построенные из барионного анти-вещества; вселенные мультиверса; миры, связанные с дополнительными измерениями в теории струн. Теологический анализ этих понятий может быть выполнен на основе принципа уникальности человеческого духа, обладающего свободой воли. Идея, вводящая бесконечные копии каждого человеческого «я», будь то расщепление на квантовой развилке альтернативных действий или разбиение на несообщающиеся между собой Вселенные, не может быть приемлемой для христианского сознания. Введение подобных теорий в научный оборот имело и имеет своей целью уход от хотя бы легкого намека на теистическое мировоззрение, которое в данном случае представляет собой единственную разумную альтернативу. Идея антимира с обратным ходом времени не выглядит абсолютно неприемлемой, но и не обладает смысловой привлекательностью. Наличие скрытых измерений в теории струн теологически вполне приемлемо, так как не вводит бесконечного множества миров с бесконечными копиями одного и того же духовного существа. Более того, «материальность» скрытых измерений, недостижимая для изучения с помощью методов физики, согласуется с отеческим учением о «тонкой телесности» духов. Как и в рамках традиционной теологии, духовный мир остается отделенным от физического и может быть исследован только внутренней жизнью души человека, принадлежащего двум мирам одновременно.
Ключевые слова: квантовая механика, антимиры, теория струн, теология, тонкая телесность, душа человека.
Об авторе: Священник Сергий Владимирович Кривовичев
Член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета, председатель Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», соискатель степени кандидата богословия Санкт-Петербургской духовной академии. E-mail: skrivovi@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8352-1394
Ссылка на статью: Кривовичев С., свящ. Невидимые миры современной физики: теологический анализ // Труды кафедры богословия Санкт-Петербургской Духовной Академии. 2020. № 3 (7). С. 37-50.
PROCEEDINGS OF THE DEPARTMENT OF THEOLOGY
Scientific Journal Saint Petersburg Theological Academy Russian Orthodox Church
No. 3 (7) 2020
Priest Sergiy Krivovichev
The Invisible Worlds of Modern Physics: a Theological Analysis
DOI 10.47132/2541-9587_2020_3_37
Abstract: Modern physics contains a number of speculative hypotheses based on the recognition of the existence of worlds "invisible" for physical research, which can be conditionally divided into four main groups: those associated with the many-worlds interpretation of quantum mechanics; anti-worlds built from baryonic anti-substance; multiverse universes; worlds associated with extra dimensions in string theory. Theological analysis of these concepts can be carried out on the basis of the principle of the uniqueness of the human spirit, which has free will. The idea of introducing endless copies of each human "I", whether it be splitting at a quantum fork of alternative actions or splitting into non-communicating Universes, cannot be acceptable to the Christian consciousness. The introduction of such theories into scientific circulation is aimed at avoiding at least a slight hint of a theistic worldview, which in this case is the only reasonable alternative. The idea of an anti-world with a reverse flow of time does not look absolutely unacceptable, but it also lacks semantic appeal. The presence of hidden dimensions in string theory is theologically acceptable, since it does not introduce an infinite number of worlds with infinite copies of the same spiritual being. Moreover, the "materiality" of hidden dimensions, unattainable for study using the methods of physics, is consistent with the patristic teaching about the "subtle corporeality" of spirits. As in the framework of traditional theology, the spiritual world remains separated from the physical and can be explored only by the inner life of the soul of a person who belongs to two worlds at the same time.
Keywords: quantum mechanics, anti-worlds, string theory, theology, subtle corporeality, human soul. About the author Priest Sergiy Vladimirovich Krivovichev
Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor, Head of the Department of Crystallography at St. Petersburg State University, Chairman of the Federal Research Center "Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences", corresponding post-graduate student at the St. Petersburg Theological Academy. E-mail: skrivovi@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8352-1394
Article link: Krivovichev S., priest. The Invisible Worlds of Modern Physics: a Theological Analysis. Proceedings of the Department of Theology of the Saint Petersburg Theological Academy, 2020, no. 3 (7), pp. 37-50.
Введение
Самый первый член Никео-Цареградского Символа утверждает нашу веру в «Творца небу и земли, видимым же всем и невидимым». Различение видимого и невидимого мира традиционно относится к различению мира материального — ощутимого нашими чувствами и духовного — невещественного, в котором обитают духовные существа. «Символ называет одного Творца всего существующего, — пишет св. Симеон Солунский, — неба и того, что на небе, земли и того, что на земле, — «видимым же всем», то есть воздуха и того, что в нем, моря и того, что в нем, огня и всего в отдельности, но вместе «и невидимым» — Ангелов и демонов и человеческих душ»1. В реалиях XV века св. Симеон оперирует понятиями святоотеческой метафизики естествознания, выделяя, согласно античным воззрениям, небо, землю и огонь в качестве первооснов материального устройства Вселенной. Видимое — не есть только то, что видимо зрением, но и вся материальная Вселенная. В противоположность этому «видимому» миру есть мир невидимый, неощущаемый нашими чувствами, который определяется св. Симеоном как мир духовной реальности, иноприродный по отношению к миру «видимому». Но насколько велика эта иноприродность и измерима ли она? Каково отношение видимой и невидимой природ тварного мира? И не является ли недопустимым дерзновением сама постановка этой проблемы?
К счастью, на последний вопрос история русского отеческого богословия дает условно отрицательный ответ. Известный спор св. Игнатия (Брянчани-нова) и св. Феофана Затворника о телесности духов выявил принципиальные различия в понимании природного различия материального и духовного миров у двух великих подвижников русской Церкви XIX века. В своем «Прибавлении к «Слову о смерти»» св. Игнатий активно привлекает данные современной ему науки и ссылается на развитие химии как новой науки о веществе, расширяющей и уточняющей человеческое понимание материи. «Появилась химия и извратила (имеется ввиду, изменила. — свящ. С. К.) понятия о веществе, <...> достигнув самым точным, математическим процессом познания, что все, кроме бесконечного, вещественно. Этим познанием наука сошлась в одно мнение с мнением Священного Писания и святых Отцов, которые отделяют существо Бога бесконечным расстоянием от всех сотворенных существ как по естеству, так и по свойствам. Все замысловатые предположения, весь великолепный бред философов, не знакомых с положительными науками, отвергается и низлагается в прах положительными науками»2.
Согласно св. Игнатию, противопоставление души и тела (духовного и материального мира) искусственно: и то, и другое есть разные формы материи, связанной с временем и пространством. «Естественное и необходимое последствие понятий, доставляемых Священным Писанием о духах, есть понятие о вещественности духов по новейшему пониманию вещественности (выделено мною. — свящ. С.К.). С понятием о вещественности и ограниченности
1 Симеон Солунский, свт. Толкование на Символ веры. М., 2017. С. 22.
2 Игнатий Брянчанинов, свт. Прибавление к «Слову о Смерти» // Полное собрание творений: в 5 т. Т. 2. М., 2018. С. 611.
неразрывно соединено понятие о зависимости от пространства и времени. Действие ограниченного существа в пространстве с переменой места есть движение. Ограниченное существо, действующее в пространстве и имеющее движение, непременно должно иметь вид: этому закону подчиняется всякое вещество»3. Под «новейшим пониманием вещественности» св. Игнатий имеет ввиду химию, которая появилась как наука после смерти Рене Декарта (известного сторонника дуализма) и которую святитель называет «новой наукой, родившейся в конце XVIII столетия и извратившей (в данном контексте, изменившей. — свящ. С.К.) прежние понятия о веществе»4. Химия сформулировала понятие о газе как об агрегатном состоянии материи, и св. Игнатий с отсылками на святых отцов уподобляет естество духов газообразному или «эфирному» веществу: «мы можем только сказать, что Ангелы принадлежат к природе эфирной или газовой»5. Невозможность непосредственного зрения, хоть и тонких по своему качеству, но вещественных духов святитель непосредственно связывает с изменением состояния человека после падения. «Что значит мир видимый? Это тот, который мы видим. Что — мир невидимый? Это тот, который мы не видим. Христианство <...> приводит к познанию, что чувства наши извращены падением, подвержены переменчивостью, и потому никак не могут служить нормой.»6. Невидимость чего-либо не является доказательством его отсутствия. «В невидимом нами мире имеются средства, разумеется вещественные, действующие самым сильным образом на предметы видимого мира. Это нисколько не противно современной науке;
7
напротив того, гармонирует с нею».
Таким образом, с точки зрения св. Игнатия привлечение данных естествознания для уяснения соотношения видимого и невидимого миров вполне допустимо, если соблюдать определенного рода осторожность и держать научное эмпирическое знание в строго очерченных для него границах. Однако далеко не все православные богословы разделяли подобное мнение. В. Н. Лос-ский, толкуя первый член Символа веры, отрицал компетенции физических наук в уяснении различий двух тварных миров: «действительно, не путем же исследования космических пространств откроется нам духовная безмерность тварной вселенной. И, тем более, не ядерная физика, анализируя строение материи, даст нам познать ту всемогущую Энергию Творца, которая сообщает бытие «видимым же всем и невидимым»»8.
Не пытаясь спорить с великим русским богословом, в настоящей статье мы постараемся проанализировать с теологической точки зрения те представления о принципиально «невидимых» для нас мирах, которые возникли в современной физике за последнее столетие. Условно их можно разделить на четыре основных группы. Первые «невидимые» миры возникают в многомировых интерпретациях квантовой механики, которые пытаются избежать
3 Там же. С. 563.
4 Там же. С. 539.
5 Там же. С. 601.
6 Там же. С. 604.
7 Там же.
8 Лосский В. Н., Петр (Л'юилье), еп. Толкование на Символ веры. Киев, 2000.
теологических интуиций «копенгагенского» истолкования. Вторые миры связаны с барионной асимметрией Вселенной, пока не нашедшей себе адекватного общепринятого объяснения. Третий тип недоступных нашему физическому восприятию параллельных миров появляется в концепции мультиверса (Муль-тивселенной) в рамках инфляционных космологических теорий. Наконец, четвертый вид физически «невидимых» миров связан с различными вариациями теории струн, подразумевающей существование дополнительных измерений.
Многомировая интерпретация квантовой механики
Развитие квантовой механики было самым тесным образом связано с переосмыслением таких базовых понятий физики и метафизики как детерминизм, случайность, свобода воли и природа сознания9. Хорошо известно, что копенгагенская интерпретация квантовой механики приводит к утверждению особой роли сознания, вплоть до антропного принципа участия Дж. Уилера, согласно которому Вселенная существует только благодаря своей реализации через сознание наблюдателя10. В своей работе «Remarks on the mind-body question» известный физик и нобелевский лауреат Вигнер писал, что, «возможно, преждевременно считать сегодняшнюю философию квантовой механики неизменной составляющей будущих физических теорий, но, как бы ни развивались наши будущие концепции, останется примечательным то, что само изучение внешнего мира привело к заключению о том, что содержание сознания есть первичная реальность»11. Подобный ответ на «основной вопрос философии» мало устраивал ученых-материалистов, в связи с чем была предложена так называемая «многомировая» интерпретация квантовой механики, получившая немалую популярность в средствах массовой информации и научной фантастике.
Напомним, что центральную роль в квантовой механике играет волновая функция Шредингера, которая содержит всю информацию о некоторой системе, которая подвергается рассмотрению. При этом информация, которую она несет, имеет не абсолютный, а вероятностный характер. Коллапс волновой функции наступает тогда, когда в результате некоторого акта, который обычно называется измерением, реализуется одно из возможных значений волновой функции. Вероятность этого значения в акте измерения становится равна единице, тогда как вероятности всех других значений получают нулевые значения. Как подчеркивает традиционная интерпретация квантовой механики, акт измерения предполагает наблюдателя, — кого-то, кто фиксирует конкретное измеренное значение функции. Эта фиксация предполагает не просто цифру на табло или экране компьютера, колебание стрелки или вспышку лампочки, а именно акт осознания измерения, т. е. фиксацию
9 См., напр.: Pollard W.G. Chance and Providence: God's Action in a World Governed by Scientific Law. London, 1958; Barr S. M. Modern Physics and Ancient Faith. Notre Dame, IN, 2013; Копейкин К., прот. Что есть реальность? Размышляя над произведениями Эрвина Шрёдингера. СПб., 2014.
10 Wheeler J. A. Geons, Black Holes, and Rantum Foam: A Life in Physics. New York, 1998.
11 Wigner E. Remarks on the Mind-Body gestion // Üe Collected Works of Eugene Paul Wigner. Part B. Vol. VI. Berlin, 1995. P. 172.
результата сознанием. Обычно этот аспект квантовой теории называется ролью наблюдателя. Для коллапса волновой функции необходим сознательный наблюдатель, т. е. кто-то, обладающий сознанием, находящимся вне изучаемой системы. Как говорил об этом английский физик Рудольф Пайерлс12, «коллапс волновой функции всегда имеет место вне "системы", которую мы детально изучаем, и принадлежит «наблюдению» наблюдателя, который не является частью описания». «Момент, в который вы отбрасываете одну возможность и удерживаете только другую, — это когда вы в конце концов осознаете (курсив Пайерлса. — свящ. С.К.) тот факт, что эксперимент выдал один конкретный результат»13. Таким образом, сознание наблюдателя играет в квантовой теории решающую роль.
В рамках альтернативной традиционной многомировой интерпретации квантовой механики волновая функция полностью описывает состояние Вселенной, а измерение и наблюдатель не играют, по сути, никакой роли. В момент измерения волновая функция «расщепляется» на столько функций, сколько возможных исходов предполагает измерение. По аналогии со сдачей экзамена, волновая функция расщепляется на варианты, в которых студент получает 1, 2, 3, 4 и 5, и вариант, в котором его с позором выгоняют из аудитории. Каждый раз, когда стоит вопрос альтернативного выбора, Вселенная разделяется на возможные варианты, каждый из которых развивается согласно своей волновой функции. В многомировой интерпретации исчезает особая роль сознания как сущности, не принадлежащей физическому миру, но эта дематериализация покупается дорогой ценой: приходится допустить, что существует бесконечное количество версий каждого из нас, которое ежемомент-но умножается, превращаясь в дурную бесконечность.
«Если вы философский материалист, — пишет современный американский физик и апологет С. Барр14, — вы обязательно должны принять многомировую интерпретацию, хотите вы того или нет. Это означает, что в рамках логики квантовой механики философский материалист должен нести на себе действительно тяжелую ношу. Я подозреваю, что, если бы больше людей осознало это, гораздо меньшее число готово было бы принять философский материализм. <...> У не-материалиста такой проблемы нет. Если есть что-то нематериальное в человеческом сознании, то человек как наблюдатель не может быть полностью описан волновой функцией. Тогда ничто не мешает принять традиционную интерпретацию с коллапсом волновой функции, который выбрасывает вон все другие «ветви» Вселенной»15.
12 Рудольф Пайерлс (1907-1995) — английский физик-теоретик, участник Манхет-тенского проекта по созданию атомной бомбы в США. Член Королевского общества, иностранный член Академии наук СССР.
13 Barr S. M. Philosophical Materialism and the Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics // Science and Religion in Dialogue / Ed. by M.Y. Stewart. Vol. 2. Chichester, 2010. P. 933.
14 См. о нем: Кривовичев С., диак. Ученый-католик о науке и религии: по произведениям Стивена Барра // Труды кафедры богословия Санкт-Петербургской Духовной Академии. 2018. № 1 (2). С. 121-135.
15 Barr S. M. Philosophical Materialism and the Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics. P. 939.
Многомировая интерпретация находится в коренном противоречии с христианским понятием греха как уклонения ко злу в результате свободного выбора воли разумной твари. Согласно многомировому подходу, в ситуации выбора между злом и благом («уклонись от зла и сотвори благо» (Пс 33:25)), разумный дух «расщепляется» на два — один, идущий по пути греха, и другой, от этого пути уклоняющийся. Таким образом, многомировая интерпретация не только нивелирует понятие греха, но также и отрицает единство и уникальность человеческой души, т. е., как и указывает С. Барр, является по сути материалистической идеей.
Говоря о непосредственно научной работе, важно подчеркнуть, что интерпретации квантовой теории относятся не к физике, а к философии или метафизике. В повседневных исследованиях ученые почти никогда не сталкиваются с метафизическими вопросами. «В практических занятиях физикой, — пишет С. Барр, — собственно, в обработке результатов эксперимента, можно не беспокоиться о философских импликациях теории. Однако, не только погружение в конкретную научную работу заставляет физиков придерживаться такого подхода. Многие физики неохотно и нетерпеливо16 относятся к дискуссиям о философских приложениях квантовой теории, — отчасти потому, что они знают, что эти приложения странные, <...> и отчасти потому, что они косо смотрят на всё, что пахнет метафизикой. Современное научное сообщество наполнено позитивистскими и скептическими настроениями, что ведет многих к уклонению от философских рассуждений как от бессмысленной игры словами»17.
Барионная асимметрия и анти-Вселенная
Барионной асимметрией называется асимметрия Вселенной относительно вещества и антивещества. К барионам относятся нуклоны — элементарные частицы, составляющие основную массу привычной нам материи, т. е. протоны и нейтроны, образующие ядра атомов (масса электрона — частицы, ответственной за образование химических связей между атомами, примерно в 2000 раз меньше масс протона и нейтрона). У каждого барио-на есть античастица (например, антипротон и антинейтрон), при взаимодействии с которыми происходит их аннигиляция — взаимоуничтожение с выделением огромного количества энергии. Одна из главных проблем космологии — возникновение барионной асимметрии в процессе эволюции Вселенной. Если бы количество материи было бы строго равно количеству антиматерии, то Вселенной, как мы ее знаем, просто не существовало бы. Это указывает на то, что либо изначально, либо в определенный момент времени после возникновения Вселенной (т. н. Большого взрыва) по каким-то причинам произошло нарушение симметрии между барионами
16 Американский физик Дэвид Мервин писал: «Если бы меня заставили выразить в одном предложении, что значит для меня копенгагенская интерпретация, это было бы «Заткнись и считай!» ("Shut up and calculate!")» (Merwin N.D. Could Feynman Have Said This? // Physics Today. 2004. Vol. 57. No. 5. P. 10). Стивену Хокингу приписывают слова: «Когда я слышу про кота Шрёдингера, моя рука тянется за ружьём!»
17 Barr S. M. Modern Physics and Ancient Faith... P. 245.
и антибарионами (например, между количеством протонов и антипротонов). Свойство Вселенной, согласно которому число барионов превосходит число антибарионов, называется барионной асимметрией (отношение числа протонов к антипротонам оценивается как 1 000 000 000 : 1 — один миллиард протонов на один антипротон)18. Происхождение барионной асимметрии — одна из загадок современной астрофизики. Для того, чтобы объяснить ее, существуют разные модели. Одна модель предполагает лоскутную структуру Вселенной (patchwork Universe), состоящую из отдельных областей материи и антиматерии19. Другая модель предполагает существование анти-Вселенной, зеркальной по отношению к нашей Вселенной во времени. Время в анти-Вселенной течет в противоположном направлении по сравнению с нашим временем — обе Вселенные возникли в одной начальной точке, но развиваются по-разному: одна в будущее, другая в прошлое. В одной Вселенной преобладает вещество, в другой — антивещество так, что суммарное количество материи и антиматерии одинаково. Благодаря квантовой неопределенности события в анти-Вселенной вовсе не обязаны быть зеркально идентичными и их истории могут быть радикально различ-ными20. В частности, может оказаться, что только в нашей Вселенной существуют жизнь и сознание, тогда как анти-Вселенная безжизненна и лишена бытия разумных существ. Приемлема ли такая метафизика с христианской точки зрения? Гипотетический антимир, существующий только для того, чтобы дать существование нашему миру, балансирующий его бытие в обратном потоке времени, — такая идея не кажется абсолютно противоречащей христианскому сознанию при условии уникальности нашей Вселенной как места пребывания человека. Правда, она в меньшей степени соответствует принципу экономии и целесообразности мироустройства и в еще меньшей степени — принципу красоты тварного мира.
Мультивселенная
Концепция Мультивселенной или мультиверса (от англ. multiverse в противоположность universe) тесно связана с инфляционной космологией, согласно которой ранняя стадия развития Вселенной сопровождалась экспоненциальным расширением. Согласно Б. Грину, это расширение «длилось всего около 10-35 секунды21, но оно было столь мощным, что даже за этот краткий момент Вселенная раздулась в гигантское число раз. В зависимости от деталей точной формы инфлатона (некоторого высокоэнергетичного гипотетического поля, «ложного вакуума». — свящ. С. К.) Вселенная могла легко расшириться в 1030, 1050, 10100 раз или больше. Эти числа потрясают. Коэффициент
18 Стенджер В. Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса. М., 2016. С. 262.
19 Canetti L., Drewes M., Shaposhnikov M. Matter and Antimatter in the Universe // New Journal of Physics. 2012. Vol. 14. P. 095012 (20 р.).
20 Boyle L., Finn K., TurokN. CPT-symmetric Universe // Physical Review Letters. 2018. Vol. 121. P. 251301.
21 То есть, 0.00000000000000000000000000000000001 секунды.
расширения 1030 (единица с тридцатью нулями! — свящ. С. К.) — консервативная оценка — подобен увеличению молекулы ДНК приблизительно до размера нашей Галактики (Млечного Пути)»22. Наличие инфлатона предусматривает возможность возникновения в нем бесконечного множества Вселенных (Мультивселенной) за счет «квантовой дрожи» — квантовых флуктуаций в различных его частях. Этот процесс был назван бесконечной инфляцией. Один из создателей этой идеи американский физик российского происхождения А. Виленкин пишет: «Если бы каким-то образом нам удалось извне наблюдать Вселенную бесконечной инфляции, подобно тому, как наблюдают Землю из космоса, мы увидели бы множество островных вселенных, разбросанных по обширному инфляционному морю ложного вакуума. В случае замкнутой Вселенной открывшийся перед нами вид мог бы чем-то напоминать глобус с континентами и архипелагами, окруженными океаном. Этот глобус с ошеломительной скоростью расширяется, островные вселенные тоже чрезвычайно быстро увеличиваются, а между ними постоянно появляются крошечные новые острова и немедленно принимаются расти. Число островных вселенных быстро умножается и становится бесконечным в пределе бесконечного будущего»23.
Стоит подчеркнуть, что «сама идея инфляции остается лишь гипотезой, хотя все более правдоподобной»24, тем более гипотезой является и идея Мультивселенной. Как и в случае с многомировой интерпретацией квантовой механики, мы приходим к бесконечному числу Вселенных, из которых бесконечное подмножество должно содержать разумных живых существ и т. д. Как и в случае с бесконечно ветвящейся волновой функцией, мы приходим к выводу о том, что «то, что может существовать, существует», что обесценивает всё абсолютное и, по сути дела, лишает бытие всякого смысла. Отсутствие какой-либо возможности экспериментальной проверки идеи Мультивселенной делает ее метафизической и неверифицируемой научными методами.
Идея Мультивселенной стала «научной» альтернативой теизму в решении многих фундаментальных проблем, возникающих в современном естествознании. В частности, она стала основанием для приемлемого для ученых-материалистов восприятия антропного принципа, который, при ее отсутствии, приводит к неизбежному осознанию действия Божественного Промысла в творении мира. Это же касается и проблемы происхождения жизни на всех ее этапах — предполагаемые сценарии кажутся настолько невероятными, что единственная возможность избежать теологических импликаций состоит в допущении того, что мы живем в одной из бесконечного числа Вселенных, — а именно в такой, в которой реализовалась бесконечно малая
" 25
вероятность случайного возникновения жизни и сознания .
22 Грин Б. Ткань Космоса. Пространство, время и текстура реальности. М., 2015. С. 292.
23 Виленкин А. Мир множества миров. Физики в поисках иных Вселенных. М., 2018. С. 131.
24 Вайнберг С. Космология. М., 2012. С. 234.
25 Кунин Е. В. Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции. М., 2014.
Скрытые измерения в теории струн
Мечта или священный Грааль современной физики — создание единой теории поля, которая бы объединяла все четыре фундаментальных взаимодействия (электромагнитное, гравитационное, сильное ядерное и слабое ядерное) в одно, иногда называемое суперсилой. Нечто подобное сделал в XIX веке Максвелл, объединив электричество и магнетизм. Вдохновленный открытием электромагнитной индукции, Фарадей безуспешно пытался найти взаимосвязь между гравитацией и электричеством, изучая влияние падения тел на электрические токи в проводниках. Над созданием единой теории поля почти половину жизни трудился Альберт Эйнштейн, также не достигший успеха.
Первостепенной проблемой современной теоретической физики является невозможность согласовать между собой квантовую механику, работающую на чрезвычайно малых масштабах, и теорию относительности, хорошо описывающую глобальную структуру Вселенной. Несовместимость двух весьма успешных и эффективных теорий указывает на то, что «должна существовать более глубокая, объединенная истина, которая преодолевает пропасть между общей теорией относительности и квантовой механикой и которая применима ко всему (курсив Грина. — свящ. С.К.). У нас есть одна Вселенная, и поэтому многие совершенно уверены, что мы должны иметь одну теорию»26. Несовместимость теорий начинает проявляться на уровне планковских расстояний — около 10-33 см. Наличие квантовых флуктуаций (колебаний) на этом уровне ведет к превращению пространства и времени в «дикую, буйную, спутанную среду», тогда как теория Эйнштейна подразумевает, что «пространство и время имеют плавно искривленную геометрическую форму»27. Можно ли вообще делить пространство и время до бесконечности? Что происходит в черных дырах, где масса сжимается до математической точки?
В настоящее время весьма популярным решением проблемы поиска единой теории является теория струн, в современном варианте — теория суперструн или М-теория. Согласно ей, такие элементарные частицы как кварки и электроны, которые мыслятся в рамках Стандартной модели как точки без какой-либо пространственной протяженности (точки нулевого диаметра), на самом деле представляют собой мельчайшие струны вибрирующей энергии планковских масштабов. Толщина этих струн также нулевая, но они имеют либо конечную длину (в открытых струнах), либо конечный диаметр (в замкнутых струнах-петлях). Это же относится и к другим частицам и, что весьма примечательно, в рамках этой теории удалось предсказать существование гравитона — пока не подтвержденной частицы с нулевой массой, отвечающей за гравитационные взаимодействия (кванта поля тяготения). Разные частицы различаются разным характером натяжения и колебания струн. «В соответствии с теорией струн имеется только один фундаментальный ингредиент — струна, — пишет Б. Грин, — и все богатство разновидностей частиц просто отражает различные типы колебания струны. Это похоже на то, что происходит с более обычными струнами виолончели или скрипки.
26 Грин Б. Ткань Космоса. С. 342.
27 Там же. С. 341.
Виолончельная струна может колебаться множеством различных способов, и мы слышим каждый способ как отдельную музыкальную ноту. <...> Метафорически, различные ноты, которые могут быть сыграны на единственной разновидности струны, могут отвечать за все различные обнаруженные частицы. На ультрамикроскопическом уровне Вселенная будет сродни симфонии струн, вибрация которых приводит к существованию материи»28.
Удивительным свойством последней версии теории струн, называемой М-теорией, является то, что она «работает» только в пространстве десяти измерений (не считая времени). Иными словами, помимо трех ощущаемых нами пространственных измерений, есть еще семь, которые мы не чувствуем, но которые лежат в основе существования Вселенной. Эти измерения скрыты от нашего непосредственного восприятия либо потому, что они являются ничтожно малыми (компактифицированными), либо потому, что мы не имеем соответствующих органов чувств для того, чтобы обнаружить их. Так, мы не можем их увидеть, поскольку наше зрение воспринимает фотоны, а фотоны заключены в трех пространственных измерениях. Считается, что из всех фундаментальных взаимодействий только гравитация может быть чувствительной к скрытым измерениям, но пока все попытки подтвердить это экспериментально не увенчались успехом.
С точки зрения теологии, наличие скрытых измерений является вполне приемлемым, так как не вводит бесконечного множества миров с бесконечными копиями одного и того же духовного существа (в частности, человека). Изобретатель лазера, нобелевский лауреат и христианин Чарльз Таунс в 2006 году писал: «некоторые научные модели, ориентированные на понимание физической материи, предполагают наличие других измерений кроме измерения времени и трех измерений пространства и то, что воздействие на нас этих измерений является существенным, хотя мы их не чувствуем. Такие предположения еще требуют доказательств, но сделаны они в рамках научного метода и исследования. И они не очень разнятся от предположения о духовном измерении или Боге, которые могут воздействовать на нас, но которых непосредственно мы не ощущаем»29.
С. Барр пишет: «многие физики-теоретики думают, что контуры окончательной теории уже видны»30 и это ни что иное, как М-теория. «Математическая структура этой теории настолько глубока, что после двадцати лет интенсивных исследований физиков и математиков они ощущают, что находятся только на ее поверхности. Несмотря на это, о теории уже известно достаточно, чтобы восхищаться ею, прилагая к ней такие эпитеты как чудная (курсив Барра. — свящ. С.К.)»31. Сам факт, что в основе структуры Вселенной, возможно, лежит теория невиданной красоты и сложности, позволяет спокойно смотреть в лицо редукционизму как сведению всех многоуровневых
28 Там же. С. 352-353.
29 Townes C. H. Basic Puzzles in Science and Religion // God's Actions in Nature's World. Essays in Honour of Robert John Russell // Ed. by T. Peters, N. Hallanger. Hampshire, 2006. Р. 129-135.
30 Barr S.M. Modern Physics and Ancient Faith. P. 106.
31 Ibid.
космических процессов к элементарным составляющим. На самом базовом уровне Вселенная невероятно глубока и сложна и человечеству еще далеко до полного понимания самих основ ее устройства и функционирования.
Заключение
При теологической оценке физических гипотез, вводящих в научный дискурс «невидимые» миры, необходимо руководствоваться принципом уникальности человеческого духа, обладающего свободой воли и несущего ответственность за последствия актов свободного выбора. Идея, вводящая бесконечные копии каждого человеческого «я», будь то расщепление на квантовой развилке альтернативных действий или разбиение на несообщающиеся между собой Вселенные, не может быть признана приемлемой для христианского сознания. Само введение подобных теорий в научный оборот имело и имеет своей целью уход от хотя бы легкого намека на теистическое мировоззрение, которое в данном случае представляет собой единственную разумную альтернативу. Современная наука подводит человека к указанию на первичность сознания, на необъяснимую целесообразность устройства Вселенной, которые могут иметь только одно следствие — признание Творца духов и материи как Источника всего существующего. Подобная перспектива вызывает страх потери объективности научного знания и провоцирует создание гипотез, обесценивающих свободу воли человека. Поскольку эти гипотезы неверифицируемы, принятие или непринятие их обусловлено исключительно актом веры, пусть и маскирующимся под требования научной методологии.
С точки зрения теологии идея антимира с обратным ходом времени не выглядит абсолютно неприемлемой, но не обладает смысловой привлекательностью: смысл существования такой анти-Вселенной обоснован только законами природы (барионной асимметрией), но не теологическими принципами.
Наконец, следует задать важный вопрос: совместимо ли в фундаментальном смысле этого слова учение о скрытых измерениях, возникающее в современных единых теориях поля (различных версиях теории струн), с христианским учением о невидимых для физического зрения и физических приборов духовных мирах, в которых обитают духовные существа и пребывают человеческие души? Являются ли духовные миры физической или экстра-физической реальностью, к принятию которых подводит нас современная наука? Необходимо сразу заметить, что всякая попытка проникнуть в эти миры путем физического эксперимента отрицается самой наукой (теория струн остается и может остаться навсегда недоказуемой), поскольку все четыре фундаментальных взаимодействия «замкнуты» в четырехмерном пространстве Минковского. Иными словами, согласно с комментариями Ч. Таунса, скрытые измерения недостижимы для физического исследования, что не противоречит традиционным понятиям об иноприродности духовного мира и устраняет всякий намек на оккультный оттенок этой идеи. С другой стороны, «материальность» (пусть и непонятная нам) скрытых измерений согласуется
с отеческим учением о «тонкой телесности» духов, которое так выразительно отстаивал св. Игнатий (Брянчанинов).
По всей видимости, окончательный ответ на поставленные вопросы не представляется возможным, но, если он утвердительный, то можно констатировать, что теоретическая наука вплотную подошла к понятию реальности духовного мира, доказать и описать которую в рамках своей методологии она не в силах. Духовный мир остается отделенным от физического и может быть исследован только внутренней жизнью души человека, принадлежащего двум мирам одновременно. Если же ответ отрицательный, это никак не нарушает ни истинность христианского учения, ни ограниченную правомерность научного подхода к исследованию материальной Вселенной.
Источники и литература
1. Вайнберг С. Космология. М.: УРСС, 2012.
2. Виленкин А. Мир множества миров. Физики в поисках иных Вселенных. М.: АСТ, 2018.
3. Грин Б. Ткань Космоса. Пространство, время и текстура реальности. М.: URSS, 2015.
4. Игнатий Брянчанинов, свт. Прибавление к «Слову о Смерти» // Полное собрание творений: в 5 т. Т. 2. М.: Новое небо, 2018.
5. Копейкин К., прот. Что есть реальность? Размышляя над произведениями Эрвина Шрёдингера. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2014.
6. Кривовичев С., диак. Ученый-католик о науке и религии: по произведениям Стивена Барра // Труды кафедры богословия Санкт-Петербургской Духовной Академии. 2018. № 1 (2). С. 121-135.
7. Кунин Е. В. Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции. М.: Центрполиграф, 2014. 513 с.
8. Лосский В.Н., Петр (Л'юилье), еп. Толкование на Символ веры. Киев, 2000.
9. Симеон Солунский, свт. Толкование на Символ веры. М.: Сибирская бла-гозвонница, 2017.
10. Стенджер В. Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса. М.: Питер, 2016.
11. Barr S. M. Modern Physics and Ancient Faith. Notre Dame, IN: University of Notre Dame Press, 2013.
12. BarrS.M.Philosophical Materialism and the Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics // Science and Religion in Dialogue / Ed. by M. Y. Stewart. Vol. 2. Chichester: Wiley-Blackwell, 2010
13. Boyle L., Finn K., TurokN. CPT-symmetric Universe // Physical Review Letters. 2018. Vol. 121. P. 251301.
14. Canetti L., Drewes M., Shaposhnikov M. Matter and Antimatter in the Universe // New Journal of Physics. 2012. Vol. 14. P. 095012.
15. MerwinN.D. Could Feynman Have Said This? // Physics Today. 2004. Vol.57. No. 5. Р. 10-11.
16. Pollard W. G. Chance and Providence: God's Action in a World Governed by Scientific Law. London: Faber and Faber, 1958.
17. Townes C.H. Basic Puzzles in Science and Religion // God's Actions in Nature's World. Essays in Honour of Robert John Russell // Ed. by T. Peters, N. Hallanger. Hampshire5 Ashgate Publishing Ltd, 2006. P. 129-135.
18. WheelerJ.A. Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics. New York: W.W. Norton & Co, 1998.
19. WignerE. Remarks on the Mind-Body Question // The Collected Works of Eugene Paul Wigner. Part B. Vol. VI. Berlin: Springer, 1995.
