Обитая на крошечной планете, будучи прикованным к настоящему моменту и неуклонно скользя в будущее, человечество занимает, мягко говоря, весьма скромную, изолированную и ненадежную наблюдательную позицию посреди окружающей вечности. И все же мы весьма дерзки. Несмотря на все богатство и сложность современной Земли – а она и прежде была загадочной, – наши амбиции всегда простирались далеко за пределы этого каменного шарика.

Прежде чем приступить к изучению причудливых представлений о мультивселенной, необходимо покинуть границы нашей планеты и оценить необъятность и сложность наблюдаемого космоса. Даже в этой области, которая раньше представлялась гораздо меньшей, но за тысячелетия значительно выросла в масштабах, мыслители пытались найти параллельные Земли – миры, ставшие похожими на наш по чистой случайности.

Космические путешествия – дело относительно новое, и они все еще ужасно медленные. Пилотируемые аппараты доставили нас на Луну, но, увы, ненамного дальше. Беспилотные автоматические устройства безопаснее, и они уже достигли пределов Солнечной системы, но это вряд ли сильно приблизило нас к межзвездным путешествиям. Если древние мореплаватели могли расширить географические познания, отправляясь в неизвестные дотоле (по крайней мере, жителям их родных стран) земли, то перспективы освоения необъятных просторов космоса все еще теряются в тумане будущего.

К счастью, Земля купается в излучении далеких светил. Лишь ничтожно малую часть его можно увидеть невооруженным глазом, но и этого хватает, чтобы подстегнуть воображение и направить его ввысь. Телескопы, оснащенные современной аппаратурой, решают эту задачу, превращая световые сигналы в красочные изображения, которые можно подвергнуть научному анализу. Однако и в древние времена, задолго до появления таких приборов, можно было увидеть достаточно, чтобы задуматься о сферах, лежащих за пределами обыденного мира.

Как и наблюдение за звездами, поиск закономерностей в природе – древнее занятие. В астрономии закономерностей предостаточно: это и фазы Луны, и чередование солнцестояний и равноденствий, и постоянство движения созвездий, и пути планет, прослеживаемые на фоне звезд, и более редкие, но все же прогнозируемые явления – пролеты комет и наступление затмений. Те, кто в древности понимал и фиксировал такие небесные повторения, пользовались уважением правителей и в роли астрологов и астрономов помогали им как в земных, так и в небесных делах. Такие мудрецы занимались составлением сложных календарей: в некоторых культурах они охватывали многие тысячи, миллионы и даже миллиарды лет. Например, длинный счет календаря майя содержит периоды продолжительностью до восьми тысяч лет, а кальпа индуистской традиции описывается в Пуранах как великий цикл длительностью более четырех миллиардов лет, в котором каждый раз создается и разрушается вся Вселенная.

Греческие философы спорили о важнейших составляющих природы, и эти поиски были тесно связаны с концепцией циклов. Платон, например, говорил о Великом годе, который длится десятки тысяч земных лет. По его представлениям, за это время планеты, видимые на небе, возвращаются в исходное положение – например, снова сходятся вместе, если когда-то находились рядом. Связь между составляющими природы и цикличностью определялась тем, что в замкнутой системе (каковой в то время считались небеса) конечное число элементов можно расположить лишь конечным числом способов, пока не исчерпаются все возможные варианты. Если много раз бросать игральные кости, комбинации станут повторяться. Но хотя большинство греков верили в циклы, они расходились во мнениях относительно того, из каких элементов складываются эти повторения. Предметом долгих философских размышлений был вопрос о том, что представляют собой мельчайшие частицы, которые, сочетаясь в различных комбинациях, образуют вещество Земли и небес.

Например, пифагорейцы, в том числе философ V века до н. э. Филолай, чьи труды сохранились во фрагментах и цитируются в более поздних источниках, считали, что «все есть число»[18]. Они утверждали, что свойства четных и нечетных чисел, особенно первых десяти целых чисел, на глубинном уровне управляют происходящим на Земле и на небе. Нечетные числа олицетворяли свет и добро, четные – тьму и зло.

Пифагорейская космология основывалась на простой геометрии окружностей и нумерологических ассоциациях числа десять. Десятка считалась священной, поскольку она равняется сумме целых чисел от одного до четырех, которые можно изобразить в виде точек в треугольнике, состоящем из четырех рядов. Земля, Солнце, Луна, звездный купол и пять видимых планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн – по круговым траекториям обращались вокруг великого Центрального огня (не Солнца, но другого источника энергии). Таким образом, получалось девять обращающихся тел, причем Земля участвовала в орбитальном движении наравне с остальными. Чтобы дополнить набор до десяти объектов, как того требовали их нумерологические представления, пифагорейцы вводили «противоземлю», которую никогда нельзя было увидеть, поскольку она всегда находилась с противоположной стороны от Центрального огня.

Другой древнегреческий философ, Эмпедокл, полагал, что фундаментальные составляющие природы – это воздух, вода, земля и огонь. Они смешиваются в различных сочетаниях под действием притягательной силы «любви» и разделяются на более чистые формы под действием отталкивающей силы – «вражды». Так процессы смешения и разделения, в которых попеременно господствуют любовь и вражда, приводят к грандиозным космическим циклам созидания и разрушения.

Сегодня мы считаем атомы наиболее фундаментальными составляющими вещества, которые объединяются в бесчисленное множество разнообразных структур – начиная с атомов натрия и хлора в составе соли и заканчивая углеродом, водородом, азотом, кислородом и фосфором в ДНК. Однако современному понятию предшествовал древнегреческий термин «атомос», означающий неделимое. Как описывал эти сущности философ Демокрит, если разрезать что-либо на мельчайшие части, это и будут атомы. По его представлениям, атомы отличаются своей формой: у веществ, составляющих острые предметы (например, ножи) будет одна форма, а у гладких объектов (например, у текущей воды) – совсем другая.

Спустя более двух тысячелетий, в XVII, XVIII и XIX веках, научные открытия таких мыслителей, как Исаак Ньютон, Пьер-Симон Лаплас и Джон Дальтон, позволили установить подлинную природу материальных вещей, включая их динамику и фундаментальные составляющие. Ньютон в своем первом законе движения зафиксировал, что, вопреки мнению Аристотеля, одного из самых влиятельных греческих философов, естественное состояние объектов – не покой, а инерциальное движение. В отсутствие сил они могут не только покоиться, но и двигаться прямолинейно с постоянной скоростью. Аристотель ошибочно утверждал, что для любого вида движения, включая прямолинейное и равномерное, необходимо некое воздействие[19]. Однако Ньютон показал, что инерция не связана с силами. Напротив, они необходимы, чтобы нарушить инерциальность движения и вызвать ускорение. Объекты ускоряются под действием сил, утверждает он в своем втором законе движения, причем величина ускорения обратно пропорциональна массе объекта. Другими словами, сила равна массе, умноженной на ускорение. С помощью законов движения Ньютона Лаплас показал, что, зная положения и скорости системы тел в пространстве, а также силы, действующие между ними, можно предсказать их положение и скорость в сколь угодно далеком будущем. Согласно этой логике, если предположить, что все состоит из частиц, управляемых ньютоновской механикой, то, обладая полным знанием состояния Вселенной в любой момент (а это очень непросто!), можно целиком предсказать ее будущее. Эта концепция называется лапласовским детерминизмом.

Для объяснения проверяемых химических свойств Дальтон заимствовал термин Демокрита, но изменил его смысл. Он разработал представление о том, что вещества состоят из взятых в разных пропорциях атомов, каждый из которых представляет собой наименьшую возможную частицу элемента, которая сохраняет его уникальные свойства. Атомы, соответствующие различным элементам, таким как водород, углерод и кислород, имеют разную массу. Выдвинув гипотезу, что вся материя состоит из атомов, он поддержал предположение Ньютона, что в основе природы лежат корпускулы, или частицы. Атомизм Дальтона подкрепил концепцию предсказуемости в классической физике. Возникло представление, что мельчайшие части материи взаимодействуют друг с другом через определенные силы, что позволяет предсказывать их будущее поведение.

Все эти идеи привели к возрождению представлений о повторяемости событий в пространстве и времени. Ведь если, как в шашках или шахматах, в космосе расставлен конечный набор фигур, а их ходы полностью предопределены, весьма вероятно, что эти ходы будут раз за разом повторяться. Поэтому земные события, скорее всего, снова произойдут в другом месте космоса или в будущем. Уникальность нашей жизни в таком случае становится иллюзией.

Рисунок 1. Английский математик и физик Исаак Ньютон, разработавший законы движения, которыми руководствуется классическая физика. Источник: AIP Emilio Segre Visual Archives, Physics Today Collection