Разделив антропный принцип на слабую и сильную версии, Картер сделал эту концепцию гораздо привлекательнее для разных мыслителей. В то время как сильный антропный принцип находит отклик среди приверженцев мультивселенной и, в некоторой степени, энтузиастов эвереттовского подхода, спокойно относящихся к понятию смежных реальностей, те, кто предпочитает фокусироваться только на наблюдаемой Вселенной, отвергают его как непроверяемый трюк. В то же время слабый антропный принцип не требует никаких экстраординарных предположений. В общем виде идея о том, что текущий возраст Вселенной и положение Земли в пространстве определенным образом связаны с другими физическими факторами, такими как эффективность звездного нуклеосинтеза, а значит, и с ключевыми параметрами мира частиц, выглядит вполне обоснованной. В конце концов, если бы Солнце возникло десять миллиардов лет назад и потухло сегодня, нас бы не существовало.
Когда большинство физиков говорят об антропном принципе, особенно в критической манере, они обычно имеют в виду сильный антропный принцип. Практически все предсказания САП, такие как относительная слабость гравитации, в той или иной мере учитываются в других моделях. При этом надо подчеркнуть, что альтернативы порой включают весьма спекулятивные представления – например, о больших дополнительных измерениях, – что также вызывает споры.
Один из главных скептиков в отношении антропного принципа – Роджер Пенроуз, который однозначно отдает предпочтение гипотезам, основанным на математических свойствах общей теории относительности. Например, он наложил новое ограничение на освященную традицией теорию гравитации Эйнштейна, чтобы объяснить, почему в ранней Вселенной энтропия (мера беспорядка, основанная на соотношении частоты и редкости определенных термодинамических состояний) была столь низкой, что могла увеличиваться с течением времени, как это необходимо для развития жизни. Живые существа функционируют, превращая упорядоченную энергию – например, солнечный свет, падающий на зеленые листья растений и активирующий их хлорофилл, – в продукты жизнедеятельности. Энтропия, естественно, стремится оставаться неизменной или расти. Поэтому на заре времен она должна была быть небольшой. Хотя антропный принцип мог бы объяснить ее начальную низкую величину (иначе бы нас не было), Пенроуз считал, что динамическая причина была бы гораздо убедительнее.
Вопрос о том, почему космос зародился в состоянии низкой энтропии, новым не назовешь. В конце XIX века австрийский физик Людвиг Больцман предположил, что вся Вселенная, какой мы ее знаем, по чистой случайности возникла – или, как вариант, вышла из предыдущей стадии – в чрезвычайно маловероятном состоянии абсолютного порядка и минимальной энтропии. Он рассуждал так: если время неограниченно, то даже самые невероятные события обязательно произойдут. Как мы помним, в эпоху Бланки и Ницше, когда считалось, что Вселенная бесконечна, но имеет конечное число составляющих, идея о том, что маловероятные события в конце концов обязательно произойдут, казалась вполне убедительной. Однако с учетом того, что Вселенная возникла в результате горячего Большого взрыва и продолжает расширяться, такие рассуждения становятся гораздо менее правдоподобными. Низкая энтропия в рождающемся космосе явно требует более убедительного объяснения.
Именно здесь Пенроуз увидел прекрасную возможность и выдвинул гипотезу кривизны Вейля. Она накладывает ограничение на тензор Вейля – величину, описывающую определенные виды геометрических искажений, косвенно связанных с общей теорией относительности, – требуя, чтобы он был равен нулю в момент Большого взрыва. Затем он приравнивает энтропию к величине кривизны, которую характеризует этот тензор. (Напомним, что тензоры – это математические объекты, которые особым образом преобразуются при поворотах.) Поскольку энтропия начинается с нуля, она может только увеличиваться, оставаясь при этом достаточно низкой, чтобы можно было тратить энергию на такие упорядоченные процессы, как жизнь. С этим математическим приемом, если считать его допустимым, никакие рассуждения об антропном принципе не нужны.
Как заметил Пенроуз в одном из интервью:
Антропный принцип дает не так много, как хотелось бы. Он не объясняет второе начало термодинамики – почему Вселенная была создана в состоянии такой низкой энтропии. В целом можно сказать, что антропный принцип – то, к чему прибегают от нехватки хорошей теории. Люди говорят: «Мы должны отрегулировать эти константы, и антропный принцип делает это за нас». Это способ остановиться и не задавать вопросов[101].
Призрак больцмановского представления о спонтанном возникновении порядка вернулся в облике антропного принципа. Примерно в 2007 году в контексте обсуждения идей мультивселенной появился ряд статей, в которых рассматривалась концепция больцмановских мозгов: сознательных сущностей, случайно возникающих в абсолютной пустоте (или максимально близком к ней состоянии, допускаемом квантовой физикой) в результате квантовых флуктуаций. По чистой случайности такие существа могут появиться в целости и сохранности, обладая органами чувств, и, возможно, даже ложными воспоминаниями о своей предыдущей жизни. Гипотетически случайные возмущения пустоты могут даже привести к возвращению Бланки и Ницше, как они и предполагали в своих сочинениях.
Естественно, вероятность возникновения из вакуума отдельных разумных существ, хоть и крайне мала в любой момент времени, но все же гораздо выше, чем ничтожная вероятность появления целых полноценных Вселенных – учитывая их относительные размеры. Но первый сценарий создает серьезную проблему для антропной логики. Если даже в самых непригодных и отвратительных вариантах реальности – например, с высокой энтропией и переизбытком отходов, с ужасающе плохими условиями для звездообразования и так далее – существа в виде больцмановских мозгов могут случайно возникать и наблюдать происходящее (несомненно, с отвращением и отчаянием, если у них есть хоть какое-то подобие вкуса), то существование интеллекта не обязательно требует благоприятных обстоятельств в прошлом. Если сознание не связано с космическими условиями, антропный принцип не сможет провести границу между пригодным и непригодным для жизни. Этот аргумент становится еще сильнее, если больцмановские мозги возникают чаще развившейся жизни, как предполагают некоторые.
Заметим, однако, что существование больцмановских мозгов остается чисто гипотетическим. Сознание – это по-прежнему глубокая загадка. Мы даже не знаем, можно ли его вообще воспроизвести искусственным путем, не говоря уже о том, чтобы оно появилось в результате случайных квантовых событий. Если больцмановские мозги сами примут участие в дебатах (например, как говорящие головы в телевизоре), вот тогда действительно пора будет начинать беспокоиться. В противном случае, опираясь на человеческий опыт, мы можем обоснованно предположить, что развитая жизнь требует подобия космической эволюции и что без определенных благоприятных условий нас бы бы не существовало. В этом и заключается суть антропного принципа.
Многие физики, принимая некоторые его аспекты, считают ошибочным сам термин. Например, Бернард Карр из Лондонского университета королевы Марии указывает, что это понятие относится к тонкой настройке, которая позволяет существовать звездам, планетам, галактикам и химическим элементам, а не человечеству как таковому.
Он пишет:
Если вы посмотрите, что это за совпадения, что это за тонкие настройки, то они не имеют никакого отношения именно к людям. Это общие настройки, необходимые для образования звезд и галактик… а также химических процессов. Я называю это принципом сложности, потому что с таким же успехом можно сказать, что эти настройки необходимы для того, чтобы появились телевизоры. Так что в этих тонких настройках нет ничего специфически человеческого. И не все формы жизни могут быть похожи на людей. Но какой бы ни была ваша конкретная форма жизни, она все равно потребует тонкой настройки[102].
В своей недавней статье выдающийся физик из Калифорнийского технологического института Стэнли Дезер, который, к сожалению, умер в 2023 году в возрасте 92 лет, сопоставил достоинства и недостатки антропного принципа:
Можно легкомысленно отмахнуться от этой идеи на том основании, что антропный принцип – не антропный и не принцип, а скорее тавтология. Хотя его название, возможно, вводит в заблуждение (как, например, название Священной Римской империи), оно служит кратким обозначением определенной совокупности наблюдательных данных. Это не панацея и не симптом отчаяния. Если коротко, этот принцип утверждает, казалось бы, очевидное требование: законы природы должны допускать существование некоего вида разумной жизни, следовательно, нашей химии и биологии. Как и любой другой экспериментальный факт, он накладывает жесткие ограничения на выбор законов (действующих при низких энергиях, если не при любых) и многочисленных соответствующих им констант, таких как массы, заряды, постоянные Планка и Ньютона, как на необходимые условия для, скажем, существования органической химии. Таким образом, слово «антропный» слишком узкое – естественный отбор вполне мог привести к появлению других форм интеллекта. Именно так все и происходило, пока он не наткнулся на нас. И вполне возможно, что мы тоже протянем недолго. Но, раз мы здесь, это стоит учитывать!
Принимая во внимание, что другие разумные формы жизни в космосе еще не обнаружены, Дезер добавляет: «Антропоиды так редки, если не сказать уникальны, в нашей Вселенной, что я предпочитаю говорить о мизантропном принципе: оптимальные планеты и орбиты встречаются с запредельной низкой вероятностью! Это ни в коем случае не отменяет полезность самого принципа как ограничения приемлемых физических моделей; учитывать нужно и то и другое»[103].
Возвращаясь к статье Картера 1974 года, можно заметить, что он приводит «предсказания традиционного типа», то есть те, что основаны исключительно на физических законах без ссылок на существование сознательных наблюдателей, прежде чем сформулировать слабый и сильный антропные принципы. Действительно, независимо от того, насколько эффективно антропные рассуждения можно использовать для обоснования некоторых особенностей Вселенной, всегда найдутся исследователи, которые будут искать физические механизмы, если это вообще возможно.
Вселенная Миксмастера, хоть и оказалась неудачной, была смелой попыткой решить проблему горизонта, используя математический аппарат общей теории относительности в рамках одной Вселенной. Мизнеровское «традиционное предсказание» было вполне проверяемым, но в итоге не выдержало сопоставления с температурным профилем реликтового фона. Можно многое сказать о старом добром научном методе, но, естественно, он не всегда гарантирует прогресс.
Примерно через десять лет после идей Мизнера и Картера по решению различных космологических загадок в этой области появилась новая захватывающая стратегия. В Соединенных Штатах и Советском Союзе предложили оригинальное решение проблем горизонта и плоскостности, связанное с короткой начальной эпохой сверхбыстрого расширения, которую назвали инфляцией. Те, кто не хотел предаваться антропным рассуждениям и думать о параллельных Вселенных, могли на время сосредоточиться на традиционном подходе, опирающемся на теорию поля и решения в области общей теории относительности.
В 1970‐х и 1980‐х годах сообщество физиков-теоретиков в целом было настроено гораздо более оптимистично по отношению к стандартным методам современной физики, ограниченным единственной Вселенной. Успешные начинания, такие как объединение электромагнитных и слабых сил в электрослабое взаимодействие; обнаружение переносчиков взаимодействий, предсказываемых этим объединением, в экспериментах на коллайдерах; открытие других массивных фундаментальных частиц, таких как тау-лептон и прелестный кварк; картографирование деталей реликтового фона и т. д., вдохновили многих теоретиков поверить, что вскоре они смогут описать все фундаментальные взаимодействия с помощью единой теории, дающей надежные, проверяемые космологические предсказания. Поэтому, хотя такие идеи мультивселенной, как ММИ и САП, а также многомерные модели, например супергравитация и теория суперструн, появлялись в теоретических журналах, средства на это не выделялись. Финансирование шло на проекты, связанные с проверкой обычных, четырехмерных и одновселенных расширений Стандартной модели в физике частиц и вариаций теории Большого взрыва в космологии.
Модификация теории Большого взрыва с добавлением чрезвычайно короткой эпохи первичной инфляции основывалась на представлениях квантовой теории поля, связанных со Стандартной моделью, и, на первый взгляд, не несла за собой никакого философского багажа. Казалось бы, ничего общего с научной фантастикой или спекуляциями за кружкой пива в баре. Те, кто сторонится любых разговоров о параллельных реальностях, могли быть спокойны.