CC BY
122
Человек, общество, цивилизация
В.Н. САВЧЕНКО
Антропный принцип (космическое деяние) как интеллектуальный вызов цивилизации
Часть 1. Этапы космогенеза и базовые параметры Метагалактики
Рассматриваются основные положения так называемого антропного принципа, обусловленного представлением о направленности многих процессов в Космосе на возникновение и поддержание жизни.
Бывает нечто, о чем говорят: «Смотри, вот это новое»; но это было уже в веках, бывших прежде нас.
Екклесиаст
Если вы думаете, что правильно меня поняли, значит, я неправильно выразился.
Алан Гринспен, глава Федеральной резервной системы США
О понятии Мега-истории Вселенной (Метагалактики). Обоснование антропного принципа (который призван объяснить причину появления разума и его единственно известного нам носителя - человека)
- контрольная проверка естественных и гуманитарных наук на масштабную зрелость понимания ими (точнее, нами - людьми, человечеством) как самого панкосмогенеза, так и Мега-истории Вселенной [13, 22], в рамках которой, на наш взгляд, может быть дано разумное объяснение антропного принципа.
Известно, что история как наука начиналась в античные времена с локальных историй отдельных «цивилизаций» и таковой оставалась вплоть до Нового времени. В ХУШ-Х1Х вв. из раздробленных «провинциальных» историй сформировалась концепция всемирной истории, основанная на идее некоего единого общего поступательного развития всего человечества. Сегодня она включает в себя такой хронологический ряд историй: история первобытного общества, древнейшая история, история древнего мира, история Средневековья, Новая и Новейшая история. Открытия археологов, антропологов и историков убедительно показали
универсальность прошедших событий. Уже в первой половине ХХ в. было установлено глубокое взаимовлияние геологических, биологических (биотических) и социальных процессов, в результате оформилось новое направление междисциплинарных исследований эволюции - глобальный (от лат. globus - шар) эволюционизм. Это история Земли, рассматриваемая как последовательность - образование, развитие и взаимодействие планетарных сфер, в процессе которых сначала биота, а затем общество становились ведущими агентами преобразований.
Основоположниками глобальной истории стали наш великий мыслитель В.И. Вернадский и французы - антрополог и теолог П. Тейяр де Шарден и философ Э. Леруа, показавшие, что история человечества является важнейшей фазой эволюции земной жизни и разума, которая завершится созданием ноосферы (сферы разума), если человечество выживет в условиях надвигающихся катастроф. Сам Вернадский не обошел проблему дальнейшего распространения эволюционной перспективы за пределы Земли и Солнечной системы, но ответил на нее отрицательно, тогда как еще задолго до него мыслители немецкие - Г. Фихте, А. Гум-больт - и русские - Н. Федоров и особенно К. Циолковский - полагали, что разум выведет человека за пределы планеты-колыбели [13]. Вернадский же так категорично высказался потому, что не предвидел скорых достижений науки в части опровержения стационарности изотропной Вселенной, бесконечной в пространстве и времени (так же до него мыслили великие Аристотель, Ньютон и даже Эйнштейн). Идея стационарного и бесконечного мира (поскольку из нее следует один единственный логичный вывод - бесконечное не может иметь истории) противоречила идее универсальной эволюции. Поэтому Вернадскому пришлось признать, что эволюционный процесс на Земле есть не более чем «локальная флуктуация, обреченная на то, чтобы раствориться, подобно океанской волне, в бесконечной Вселенной, которая не менялась и не будет меняться с течением времени» [Цит. по: 13. С. 73].
Совсем недавно, в 1980-90-х гг., официально оформилась более грандиозная, чем всемировая, концепция Универсальной (от лат. Universum - Вселенная), Большой (Big History), или Мега-истории как целостной картины эволюционных процессов, свершившихся в период от Большого взрыва до современного общества [7, 13, 17, 22]. Мега-история ставит своей целью преодолеть инерцию монодисциплинарного мышления и отработать научно-методологический инструментарий для интеграции разнородных моделей астро- и микрофизики, химии, геологии, геохимии, биологии, палеонтологии, антропологии, психологии и историографии и тем самым стать меж- и трансдисциплинарной наукой [1, 9, 12, 20].
В ее основе лежат, как минимум, два ключевых достижения в естественных науках прошлого века. Во-первых, релятивистские фридма-новские (по имени выдающегося русского ученого А.А. Фридмана) модели эволюционной космологии, полученные на основе теории тяготения Эйнштейна [2, 14, 19]. Во-вторых, выявленные И. Пригожиным механизмы самоорганизации диссипативных структур, посредством которых эти открытые для взаимодействия физические, химические системы способны спонтанно (от лат. spontanem - самопроизвольный) удаляться от
равновесия с внешней средой и, используя ее ресурсы, стабилизировать (динамически гомеостазировать) возникшее неравновесное состояние [4, 11, 21].
В итоге вскоре обнаружилось, что социальная (и духовная), биологическая, геологическая и космофизическая истории представляют собой стадии единого эволюционного процесса, единых универсальных мегатенденций, выходящих за рамки классического и неклассического естествознания. Эти вновь открытые мегатенденции породили новое естествознание - постнеклассическое (оно же эволюционное, бифуркационное и прочие названия). Эта же мега-историческая тенденция может быть принята в качестве фундаментальной для нового обоснования и понимания антропного принципа.
Предыстория антропного принципа. Антропный принцип [5, 18, 19] - вовсе не изобретение второй половины ушедшего ХХ столетия, как может показаться при первом рассмотрении, он так же стар, как вся известная нам западноевропейская цивилизация. Достаточно вспомнить древнегреческих мудрецов с их изречениями: «Познай самого себя и ты познаешь богов и Вселенную» (Солон), «Что трудно? - Познать самого себя» (Фалес), «Человек мера всех вещей: существующих, что существуют, несуществующих, что не существуют» (Протагор) или древнекитайского мыслителя Лао-цзы с одной из его многочисленных глубочайших сентенций: «Тот, кто знает других - мудрец. Кто знает себя - посвященный» (к посвященным принято относить Раму, Кришну, Гермеса, Моисея, Орфея, Пифагора, Платона, Иисуса), а в Новое время вспомнить аксиому французского мистика Клода де-Мартена: «Должно изучать Природу по человеку, а не человека по Природе» [16. С. 191]. С сожалением приходится признать, что провозглашенная в античное время антропная программа в развивавшейся западной культуре в течение всего ее исторического времени не была признана важнейшей и потому не выполнялась. Причиной тому стал, во-первых, принятый и жестко контролируемый со Средневековья церковью креационизм (от лат. сгеаге - создавать), понимаемый как божественное творение, получивший и в науке официальный статус. Во-вторых, неисполнению античной антропной заповеди способствовала утвердившаяся в науке программа Пифагора-Платона-Аристотеля, которая заложила в античное время ее математический, семантический и логический фундаменты, а в Новое время - ньютоново-картезианское мышление, породившее непродуктивный и небезопасный для биологии механицизм, рассматривающий человека как элементарный механизм, по простоте (или сложности) сравнимый, скажем, с часами.
В мистических (оккультизме, эзотерике, каббале и пр.) [16] и восточных учениях [10], на задворках официальной науки и культуры, напротив, идея о превосходстве человека над остальным миром поддерживалась. Разделяя и развивая античные антропные заповеди, мистики, например, утверждали, что человек содержит в своем существе проявления трех миров или трех начал: материального, происходящего из физического мира; жизненного, исходящего из Вселенной (астрала); и духовного (бессмертного духа, называемого в философии душой), происте-
кающего из мира божественного. Тем самым, человек подчиняется всем законам, действующим в этих трех мирах, рассматривается ими в единстве порождения и неразрывности их связи, что для нас является ключевым в антропном принципе. Нельзя, конечно, полагать, что современная официальная наука признает как сам факт, так и бесспорность такого заключения, но то, что наметились некоторые подвижки с ее стороны в этом направлении, несомненно. Например, совсем недавно, в середине 2004 г., в московском Доме ученых состоялся круглый стол по проблеме «Обогащение форм научного знания в эпоху глобализации», на котором проходил беспрецедентный диспут о возможности соединения официального знания и древнего иррационального учения каббала.
В соответствии с заявленной проблемой начнем с перечисления и анализа этапов и процессов панкосмогенеза с тем, чтобы яснее представить место и время как самого рацио- и антропогенеза, так и по-возмож-ности сущности интересующего нас антропного принципа.
Развертывание этапов и процессов панкосмогенеза. В своем развертывании (после официально признаваемого наукой Большого взрыва) наблюдаемый космос предстал перед нами экспонируемыми картинами физического, химического и биологического миров [1, 4, 6, 14, 19]. Под развертыванием понимается проявление въявь имеющейся, но скрытой (свернутой) до определенных условий картины (например, свернутого гобелена в рулон, негатива на фотопленке под действием химреактивов, выставление в залах художественных произведений из запасников).
Известный нам космос крупномасштабно однороден, имеет ячеистую структуру и конечный Космологический Горизонт чуть более 1028 см [2]. В одной из ячеек этого космоса известное нам место и время, как место в типичной субметагалактике, в типичной галактике, в типичной звездной системе, на типичной для жизни планете, в типичное вселенское время - ничего особенного! Вселенная же (не наш конкретный космос или наблюдаемая Метагалактика, а Вселенная как совокупность неисчислимого множества субметагалактик) так стара, что забыла о своем начале, но не забыла о сделанном ею выборе определенной, известной нам формы жизни. (Большой порок и беда западного мышления, которые пора преодолеть, состоят в том, что мы ищем начало (сама идея идет от мыслителей ионийской школы) и, соответственно, конец интересующему нас явлению или процессу).
Этапы и соответствующие им процессы развертывания панкосмо-генеза, о которых пойдет речь ниже, это этапы физио-, астро-, галактико-, химио-, космохимио-, гелио-, гео-, геохимио-, био-, рацио- и антропогенеза. Несмотря на очевидные отличия этих этапов, им присуща одна и та же чисто физическая особенность. Так, каждый из названных этапов отличается в начальный момент высококачественной энергией, т. е. энергией при низкой энтропии из-за высоких исходных температур, поскольку энтропия, как характеристика беспорядка по Клаузиусу и Больцману, является величиной обратно пропорциональной температуре. Каждый же процесс характеризуется высокой величиной негэнтро-пийности, или отрицательной энтропией (обозначаемой приставкой нег и добавляемой к слову энтропия, по предложению французского физика
Л. Бриллюэна), которой способствует значительный перепад начальной и конечной температур процесса. Поясним сказанное на ряде примеров.
Процесс физиогенеза или образование физического мира характеризовался, если оставаться в рамках стандартной модели Лемэтра-Га-мова, т.е. с момента Большого взрыва, катастрофическим снижением (на 20 порядков) температуры и беспрецедентной негэнтропийностью. Это привело к образованию из планковского бульона (так принято называть состояние материи в исходной сингулярности) менее чем за одну секунду фундаментальных объектов нашего физического мира - протонов, электронов и фотонов, а затем, к концу 10-й секунды, к синтезу ядер будущих первых легких химических элементов - водорода и гелия.
В этот 10-секундный период времени определяющим в мире физических микрообъектов являлось сильное взаимодействие, создавшее объекты с линейными протяженностями в триллионные доли сантиметра. Следует указать на одну впечатляющую странную особенность процесса аннигиляции планковских частиц и античастиц, завершившегося в остатке равным числом протонов и электронов, т. е. с полной электронейтральностью возникшего физического мира (надежно установленный экспериментальный факт). Вот так, с первых мгновений существования физического мира и Вселенной, начинается то, что впоследствии в антропном принципе получило название тонких согласованностей.
Пусть в первичном планковском бульоне действительно существовали известные сейчас кварки Гелл-Манна и Цвейга [14, 19], из которых образованы нынешние адроны и мезоны (а также недавно теоретически предсказанные и экспериментально открытые в России в 2004 г. пентакварки). Тогда для объяснения приведенного выше странного факта равенства числа протонов и электронов остается только предположить, что в этом бульоне существовали также электронные кварки, число которых было равно числу обычных адронных кварков, т.к. природа вряд ли могла бы отдать предпочтение какому-то одному из видов кварков. Таким образом, смесь всех видов кварков была электрически нейтральной и вместе с тем каждый вид кварков должен был характеризоваться такой зарядовой асимметрией, чтобы породить одинаковую асимметрию как в числе протонов и антипротонов, так и в числе электронов и позитронов (антиэлектронов). Этот вывод приводит нас к заключению, что электроны, признаваемые сейчас бесструктурными частицами, должны быть, как и адроны, структурными образованиями, состоящими из электронных кварков (которые обязательно будут открыты).
Итак, физический мир образовался в ничтожные мгновения. Эти мгновения ничтожны по нашим масштабам, но весьма продолжительны по временным масштабам элементарных частиц, для которых характерно время жизни в миллионные доли миллиардных долей секунды, т.е. время длительностью 10-17 с. Физический мир с тех пор не подвергался и не подвергается никаким изменениям, поскольку, например, установлено, что протон «живет» не менее чем 1032 лет, и это время превосходит на 22 порядка время, прошедшее с момента Большого взрыва.
Теперь о начале рождения химического мира и последующих ас-тро- и галактикогенезах. Возникший физический мир оставался непрозрачным в связи с невозможностью образовать из-за высоких температур устойчивые атомы водорода и гелия примерно в течение одного миллиона лет (но не менее 400-700 тысяч лет) [14, 19]. Температура по прошествии этого времени снизилась еще на 10 порядков (т.е. в 10 миллиардов раз) и составила всего 3000К (К - единица абсолютной шкалы температур Кельвина). Этот момент оказался благоприятным для отрыва электромагнитного излучения или света (фотонов) от водорода и гелия. Среда (тогда это вся Метагалактика) стала прозрачной. В этот период, называемый эпохой рекомбинации, эпохой первых атомов и началом химического мира, определяющим оказалось электромагнитное взаимодействие, масштабы творений которого ограничиваются масштабами атомов, т.е. стомиллионными долями сантиметра. Свет или фотоны, начавшие свое путешествие в эпоху рекомбинации, будучи сначала очень горячими, постепенно стали остывать в открытом космосе и известны теперь, по прошествии миллиардов лет, как реликтовое (древнее) излучение с температурой 2,73К. Еще через один миллиард лет, после эпохи рекомбинации, температура снизилась до 30К. Низкая температура способствовала началу процесса образования легких газов, последующего их слипания в так называемые протозимали. Дальнейшее слипание протозима-лей вызвало сначала образование звезд и, далее, в конечном итоге образование галактик (одним словом - космогенез). В этот период и в последующие времена определяющим и управляющим в космосе стало третье из названных выше взаимодействий - гравитационное. На самом деле, как это впервые установил Эйнштейн [2, 6, 14, 19], никакого гравитационного взаимодействия в природе (космосе) не существует, тяготение обусловлено проявлениями искривленного пространства-времени.
Химиогенез, образование легких и тяжелых химических элементов, как известно, совершается в недрах звезд [2, 3, 6, 14, 19]. Но это оказывается возможным, если с первоначальной температуры 30К в так называемых «блинах» Зельдовича, из вещества протозималей которых образуются звезды и галактики [14], температура возрастет на 7-9 порядков уже в недрах образовавшихся звезд, на столько же порядков возрастет тогда качество энергии и понизятся абсолютные значения энтропии. При этом становятся возможными реакции термоядерного синтеза сначала легких химических элементов (начиная с лития и бериллия), а затем и следующих, вплоть до элементов группы железа. Остальные же элементы (для существования жизни в том варианте, который нам известен, нужен полный перечень элементов периодической системы Д.И. Менделеева) могут образоваться при взрывах новых либо сверхновых звезд [14, 19]. Это совершается в сверхновых звездах при процессах с еще более высококачественной энергетикой, чем в рядовых звездах, в процессах, масштабно близких к качеству Большого взрыва (своеобразное возвращение к порождающему космос началу). Так проходит процесс возникновения и становления химического мира, и далее он не изменяется, как и физический мир, хотя сам по себе этот процесс не прекращается никогда (об этом свидетельствует открытие рождения молодых горячих галактик и
отдельных горячих звезд в нашей Галактике - Млечном Пути, предсказанное выдающимся советским астрофизиком В. Амбарцумяном в 1950-е годы). Однако химический мир остается стабильным в том смысле, что новые химические элементы не появляются, и, как свидетельствует спектральный состав вещества звезд и галактик, во всем космосе они эквивалентны (тождественны) друг другу.
В появлении антропного принципа важное место занимает рождение Солнечной системы и одной из ее планет - Земли, без которых невозможно появление совершенно конкретного вида жизни, единственно известного нам. Как осуществлялся конкретный гелиогенез, пока точно наука ответ дать не в состоянии [3, 6, 8, 14]. Возможно, наше Солнце когда-то было некой большой звездой, которая взорвалась (в пределах 10 млрд лет назад) как сверхновая. В противном случае трудно найти разумное объяснение наличию в недрах нашей Земли сверхтяжелых элементов, включая радиоактивные уран, торий и др. (всего 89 элементов).
Следующим по временному ряду является геогенез, в результате которого образовалась наша Земля. В ее недрах среди прочих произошли геохимические процессы [2-4, 8], которые, согласно учению В.И. Вернадского, в конечном итоге предопределили наличие в земной коре полезных ископаемых, жизнь без которых была бы, наверное, весьма проблематична [4, 6, 20, 21]. Месторождения, без сомнения, обязаны своим существованием биогенезу (жизни организмов), и одно без другого существовать не может. В ходе образования нашей планеты первоначально повышается качество энергии трансформирующейся среды (среды из образовавших тело планеты планетезималей газово-пылевого облака, если принять небулярную гипотезу происхождения Земли и других планет), когда в результате процессов организации или самоорганизации недра планеты разогреваются до нескольких тысяч градусов по Цельсию [2, 3, 8]. Высокую температуру до нескольких сотен градусов принимают, помимо недр, также наружные слои (экзосферы) планеты, и пока они не остынут до нескольких десятков градусов, солнечная энергия не вносит существенного, а главное, определяющего, негэнтропийного вклада в земной энергетический баланс и тем самым в будущий, наиболее важный для нас, процесс биогенеза. Для конкретного земного биогенеза, а затем рациогенеза (возникновения разума) и антропогенеза, наступает, можно сказать, контрольное время в развитии.
В самом деле, пока температура поверхности планеты продолжает составлять сотни градусов по Цельсию, получаемая от нагретого до нескольких тысяч градусов Солнца негэнтропия весьма низка. Это не способствует началу осуществления биогенеза, для которого существует, по нашему мнению, некоторая критическая величина негэнтропии (нечто аналогичное началу цепной реакции деления ядер при достижении веществом некоторой критической массы или соответствующей критической плотности потока нейтронов в нем - факт, установленный экспериментально и используемый в ядерных технологиях). Такие некритичные условия на Земле существовали, по крайней мере, первые 500 млн лет [4, 6, 8]. Затем, с началом появления (формирования) вторичной (существующей до сей поры) атмосферы, средняя на планете температура наружных
слоев, фактически поверхности Земли и приповерхностной атмосферы, постепенно снизилась до 300К, и жизнь на Земле стала возможной, в первую очередь, лишь благодаря достигшей своей критичности негэнтро-пии солнечного излучения.
В биогенезе, сложнейшем из сложнейших процессов, сознательно отмечают пока только одну энерго-энтропийную сторону, оставляя без внимания детали химико-биологических аспектов проблемы [4, 11, 20, 21].
Сфера жизни на Земле - это высочайше, непревзойденно упорядоченная структура, которая «питается» негэнтропией. Действительно, Земля получает высококачественную энергию от Солнца, перерабатывает ее, что сопровождается ростом энтропии из-за понижающейся температуры, и выбрасывает всю пришедшую энергию, вместе с наработанной энтропией, повышая энтропию окружающего космического пространства.
Именно это обстоятельство, этот механизм распоряжения энтропией обеспечивает жизнедеятельность на Земле. Постоянство негэнтро-пийного баланса Земли в обозримые интервалы времени, по-видимому, и лежит в основе открытого Вернадским закона сохранения биомассы на Земле. То, что здесь рассмотрено, никак не объясняет сам феномен жизни, а указывает лишь на необходимость выполнения определенных критических условий, при которых она может появиться.
Теперь можно рассмотреть базовые параметры типичного космоса и типичные естественнонаучные основания антропного принципа.
О базовых параметрах Метагалактики и Галактики (Млечного Пути). В 1960-е годы известные физики Р. Дикке и С. Хокинг обратили внимание на то, что структура космоса чрезвычайно чувствительна к численным значениям констант фундаментальных взаимодействий (гравитационного, электромагнитного, слабого и ядерного) [2, 3, 6, 14, 18, 19]. Выяснилось, что существованию космоса в известной нам форме и структуре угрожают даже небольшие отклонения в ту или иную сторону значений заряда электрона, массы протона, гравитационной постоянной, постоянной Планка, скорости света и других физических констант. Такой же физической угрозе подвергается существование самой жизни. Жизнь оказывается гораздо более тесно связанной с общекосмическими и физико-константными условиями (в первую очередь, энерго-энтропийными, как отмечалось выше), чем это до сих пор предполагалось, и все менее очевидным становится взгляд на жизнь как на незначительный продукт случая (некой вселенской флуктуации, как полагал Вернадский). Многие процессы в космосе (здесь это практически синоним Вселенной) представляются направленными на раскрытие и поддержание жизни (при постулате, что жизнь не зародилась впервые в нашем космосе, а проявилась в нем, развернулась). Именно эта мысль на раскрытие (но и на возникновение в специфических земных условиях) уже давно существующей во Вселенной жизни приводит к так называемому антропному принципу, или антропному космологическому принципу. Непреложной истиной является тот факт, что на нашей планете существует форма жизни с сознанием, наблюдающий интеллект, который может задавать себе вопрос: как выглядит окружающий космос?
Ответ требует следующих логических предпосылок (в формулировке П. Хегеле [18]):
- сознание предполагает или уверено, что существует жизнь;
- для своего возникновения и последующего развертывания (на Земле, например) жизнь нуждается в химических элементах, и прежде всего в таких, которые тяжелее водорода и гелия (кроме самого космоса, т.е. звезд, галактик, ничего более из водорода и гелия построить невозможно);
- тяжелые химические элементы возникают только в результате термоядерного синтеза легких элементов, в результате слияния их ядер;
- слияние ядер атомов происходит только в глубинах (недрах) звезд и требует, по крайней мере, температуры в несколько десятков, сотен миллионов или миллиардов градусов и временной интервал продолжительностью несколько миллиардов лет для того, чтобы возникло значительное количество тяжелых элементов;
- временные интервалы указанных масштабов возможны лишь в космосе, который сам существует, по крайней мере, несколько десятков или более миллиардов лет и имеет, таким образом, пространственную протяженность в несколько десятков или сотен миллиардов световых лет.
Этот минимум требований вселенского масштаба для возникновения и развертывания жизни позволяет получить ответ на вопрос, почему наблюдаемая нами сегодня Вселенная так стара и так велика - потому что в противном случае жизни и человечества вообще не было бы. Условия, в которых могла первоначально возникнуть жизнь как вселенское явление, а вовсе не в нашей Метагалактике, в которой она проявилась в частности и в известной нам конкретности, формировались чрезвычайно долго, потребовали интервала времени большего, чем существует известная нам Метагалактика.
В связи с обсуждаемой проблемой нельзя не отметить, что русский философ и драматург (по образованию математик) А. Сухово-Ко-былин, создатель собственной «философии Всемира», в конце XIX в. обосновывал идею, что жизнь в своем развитии должна была пройти три стадии (он писал о стадиях развития цивилизации, но можно позволить себе несколько переиначить его основную мысль): галактическую, сидерическую (звездную) и теллурическую (планетную). И это им постулировалось задолго до теории тяготения А. Эйнштейна, космологических моделей А. Фридмана и открытия разбегания галактик Э. Хабблом. Его предвидение оказалось пророческим, поэтому А. Сухово-Кобылина можно смело считать научным предтечей антропного принципа. Как мы теперь знаем, в нашей Галактике благоприятные стадии для развертывания и развития жизни создались и были пройдены в Солнечной системе, на планете Земля. Проследим эти стадии, условия и их параметры.
Галактический пояс жизни. Наша Галактика, как и многие другие, имеет вращающуюся вокруг собственного центра звездную спиральную структуру. Любой вращающийся объект имеет две скорости: угловую (или вращательную) и линейную. Если объектом является некоторое твердое тело, то при постоянстве его угловой скорости линейные скорости растут пропорционально удалению от центра вращения.
С нашей же Галактикой все обстоит не так, и это ее первая тонкая и чрезвычайно существенная для нас особенность (или тонкая согласованность ее частей) [2, 3]. Именно линейная скорость вращающихся частей в ней сохраняется практически одинаковой до гигантских расстояний 18 кпк от центра (кпк - килопарсек, 1 парсек равен расстоянию 3,26 светового года) и равняется примерно 220-230 км/с. Этот факт свидетельствует о том, что по мере удаления от центра угловая скорость уменьшается. Как результат такого замедления вращения по мере удаления от центра на периферии Галактики возникают специфические волны плотности, проявляющиеся в виде спиральных ветвей или рукавов. У нашей Галактики таких рукавов четыре (в других бывает больше) - Стрельца, Ориона, Лебедя и Персея.
Принципиальным моментом в данном случае является то, что скорость вращения этих рукавов постоянная и, более того, именно на этом удалении, называемом коротационным кругом (от англ. еогоіаНоп - совместное вращение), и сама Галактика, и ее рукава вращаются синхронно. Совершается это, конечно, в некотором весьма узком (по галактическим масштабам) кольце - торе, радиусом всего 250 парсек. Именно в зоне коротации, единственной, особо выделенной, специфической зоне в каждой спиральной галактике, по мнению астрономов и астрофизиков, находится наше Солнце. Специфичность зоны коротации, прежде всего, определяется особыми условиями образования звезд. Вне пределов зоны коротации звезды подвергаются риску быть разрушенными мощнейшими ударными волнами. «Спокойная жизнь» нашего светила началась только тогда, когда оно покинуло место своего рождения, предположительно рукав Стрельца, и вышло в пространство между спиральными рукавами, где пребывает в благополучии (не учитываем взрыв сверхновой) до сих пор и будет пребывать еще не менее 10 млрд лет.
Базовые параметры Солнца и Земли. Продолжая поиск уникальных особенностей, определяющих сущность антропного принципа, следует сказать несколько слов о Солнце. Наше светило - типичная звезда во Вселенной, но не типичная в нашей галактике, поскольку были бы известны мириады двойников нашего Солнца, но пока не обнаружено вблизи ни одной звезды, которую можно было бы назвать «двойником» Солнца. Ни одна из множества исследованных звезд не обладает одновременно такими же физическими характеристиками, как температура, масса, радиус, светимость, содержание металлов, какие есть у нашего Солнца. Французские астрономы, в течение 10 лет искавшие хотя бы одно похожее на наше Солнце светило, смогли обнаружить в созвездии Кормы довольно слабую звездочку, не отличающуюся от Солнца по возрасту, массе, температуре и некоторым другим показателям. Но все-таки совсем уж похожей на Солнце ее считать нельзя, в ней оказалось в несколько раз больше тяжелых металлов, чем в нашей звезде.
Вышесказанное о Солнце позволяет отнести его к уникальным, необычным звездным объектам, но только в пределах нашей галактики. Если же соглашаться далее с некоторыми учеными, что наша Земля - единственная обитаемая планета в доступной для исследования части Вселенной, то возникает законный вопрос: не связана ли уникальность про-
явившейся жизни на Земле с уникальностью физических условий на Солнце? По-видимому, исключать этого нельзя.
Уникальна также сама Земля, множество ее параметров [3, 8]. Обратим внимание только на некоторые. Прежде всего, положение нашей планеты в Солнечной системе. Расстояние от Солнца составляет около 150 млн км. Если бы оно было всего на 8 млн км меньше, то не могла бы возникнуть конденсация водяного пара и не образовались бы океаны, на планете главенствовал бы углекислый газ; если бы наша планета была удалена от Солнца всего на 2 млн км дальше, то образовались бы ледники (как на Марсе), так что и в первом и во втором случаях возникновение и развертывание жизни стало бы весьма проблематичным.
Критичной также оказывается скорость движения Земли по околосолнечной орбите. Если бы она была равна всего 3 км/с, то Земля довольно скоро влетела бы в Солнце, если бы она была больше 41 км/с, то навечно покинула бы Солнечную систему; скорость же Земли составляет почти золотую середину - 30 км/с!
Известно, что сейчас доля кислорода в атмосфере - 21%, что предопределяет спокойное существование человека, появившегося на планете всего-то несколько миллионов лет назад. Когда в атмосфере доля кислорода составляла всего 15-18%, то невозможным было горение (в Библии сказано только о потопах, но никогда о пожарах). Если же доля кислорода превзойдет 30%, тогда будет гореть все и пожар этот не затушить. Следует учитывать, что по гипотезе русского геофизика О. Со-рохтина [8], интенсивный приток кислорода идет из недр земных, в результате конвективного движения мантии от расплавленного ядра Земли к земной коре и обратно. В результате высвобождается кислород при переплавке окислов в земном ядре. Опять же, в современную эпоху доля кислорода в атмосфере весьма оптимальна!
Базовая размерность пространства и объектов Вселенной. Проблема биогенеза неотделима от базовой размерности пространства Вселенной и размерностей населяющих ее объектов. Интуитивно пространство воспринимается как имеющее три измерения, и в определенном смысле оно оптимально. Действительно, в двухмерном пространстве живым организмам невозможно было бы перемещаться иначе, как пролезая друг сквозь друга. Более того, не утилизированная организмом до конца пища, должна была бы выводиться наружу по тому же каналу, что и при приеме пищи, разделенному, разве что желудком, так что при наличии сквозного прохода через все тело организм оказался бы разделенным и распавшимся на две отдельные части. Также совершенно непонятно, как бы происходила циркуляции крови. Но самое важное, пожалуй, то, что в двухмерном пространстве невозможна, как оказывается, передача, а значит и хранение, переработка информации. Нет информации, нет и жизни [6, 11, 20, 21]!
В пространстве более чем трех измерений нестабильными оказываются орбиты планет (впервые показано А. Пуанкаре), существование самого Солнца (любых звезд) ставится под глубокое сомнение, тогда практически исчезает источник тепла и света, необходимый для поддержания жизни [6, 14, 19].
Ограничения для антропного принципа ставит сильное и сверх-сильное искривление пространства, поскольку в этом случае «гравитационные силы» не дадут образоваться атомам, несмотря на то что господствующие в них электромагнитные силы в 1036 раз больше гравитационных [6, 14, 19].
Важная особенность существует и для размерностей пространственных микро- и макрообъектов, к которым могут быть отнесены все живые организмы и их элементы (например ДНК, РНК, нервная система, деревья, кустарники и др.). Эта особенность связана с понятием дробной, иррациональной, или, как теперь принято называть, фрактальной размерностью (от лат. fractus - состоящий из фрагментов, дробный). Развиваемое с 1875 г. понятие фрактальности в работах французов Фату, Жю-лиа, Пуанкаре, американца Хаусдорфа, русского Безиковича приобрело современный смысл в монографии бельгийца Бенуа Мандельброта «The Fractal Geometry of Nature» (1977 г.). Фрактальность претендует, и небезосновательно, на всеобщность, единство и целостность любых возможных систем - естественных и гуманитарных. И действительно, фракталы обнаружились не только в физике и математике, но во всем естествознании [4, 11, 15] и обществознании, где, например, лингвисты открыли общие фрактальные закономерности в строении самых разных языков [1]. Таких темпов общенаучной экспансии какого-либо понятия история концептуальных инноваций в науке ранее не знала.
Сам Мандельброт так определил фрактал: «Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому», или еще одно его же определение: «Фрактал - самоподобная структура, чье изображение не зависит от масштаба». Подробное исследование предыстории идеи о фракталах показывает, что их предшественниками были семена всех вещей Анаксагора (как он их сам называл), или гомеомерии, как их называл Аристотель, подобночастные, т.е. такие, части которых подобны целому. Они были введены Анаксагором вместо милетских стихий, апейрона, пифагоровых чисел, и ему же принадлежит знаменитый афоризм «все во всем», в котором отражено масштабное самоподобие (скейлинг) фрактала.
(2-я часть статьи будет опубликована в № 3/2006).
Литература
1. Абачиев С.К. Концепции современного естествознания: экспериментальный лекционный курс: в 2 ч. / С.К. Абачиев. - М.: Академия социально-экономического прогнозирования и моделирования, 1998. Ч. 2. - 190 с.
2. Бурундуков А.С. Концептуальные структуры знаний: в 3 ч. / А.С. Бурундуков. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2002. - Ч. 1. - 466 с.
3. Войцеховский А.И. Земля - творение разума? / А.И. Войцеховский.
- М.: Вече, 2001. - 320 с.
4. Галимов Э.М. Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции / Э.М. Галимов. - М.: Едиториал УРСС, 2001. - 256 с.
5. Гивишвили Г.В. О «сверхсильном» антропном принципе // Г.В. Ги-вишвили // Вопросы философии. 2001. № 3. С. 43-53.
6. Девис П. Суперсила. Поиски единой теории природы: пер. с англ. / П. Девис. - М.: Мир, 1989. - 272 с.
7. Дирак П. Космология и гравитационная постоянная / П. Дирак // Воспоминание о необычной эпохе. М.: Наука, 1990. С. 178-188.
8. Друянов В.А. Загадочная биография Земли / В.А. Друянов. - М.: Недра, 1981. - 96 с.
9. Канке В.А. Основные философские направления и концепции науки. Итоги ХХ столетия / В.А. Канке. - М.: Логос, 2000. - 320 с.
10. Капра Ф. Дао физики: пер. с англ. / Ф. Капра. - СПб.: Орис, 1994. -304 с.
11. Капра Ф. Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем: пер. с англ. / Ф. Капра. - М.: ИД «София», 2003. - 336 с.
12. Мамардашвили М.К. Стрела познания (набросок естественноисторической гносеологии) / М.К. Мамардашвили. - М.: Школа «Языки русской культуры», 1997. - 304 с.
13. Назаретян А.П. Универсальная (Большая) история - учебный курс и поле междисциплинарного сотрудничества / А.П. Назаретян // Вопросы философии. 2004. № 4. С. 70-80.
14. Новиков И. Д. Эволюция Вселенной / И. Д. Новиков. - М.: Наука, 1990. - 192 с.
15. Панов А.Д. Кризис планетарного цикла Универсальной истории и возможная роль программы SETI в посткризисном развитии / А. Д. Панов. - Режим доступа: http://lnfm l.sai.msn.ru/SETI/koi/krizis.2003 [Дата обращения 11.09.2004 г.].
16. Папюс Ж.Э. Первоначальные сведения по оккультизму / Ж.Э. Па-пюс. - М.: МИКАП, 1993. - 272 с.
17. Фейнман Р. Характер физических законов: пер. с англ. / Р. Фейнман. - М.: Мир, 1968. - 232 с.
18. Хегеле П.Г. Рассчитан ли космос на человека? / П.Г. Хегеле // Поиск. 2001. № 5. С. 12-13.
19. Хокинг С. Краткая история времени: От большого взрыва до черных дыр: пер. с англ. / С. Хокинг. - СПб.: Амфора, 2001. - 268 с.
20. Чернавский Д.С. Проблема происхождения жизни и мышления с точки зрения современной физики / Д.С. Чернавский // Успехи физических наук. 2000. Т. 170, № 2. С. 157-183.
21. Штеренберг М.И. Физическая сущность жизни и начала теории организованных систем / М.И. Штеренберг. - М.: Новый век, 2003. -164 с.
22. Christian D. The case for «Big History» / D. Christian // Journ. of World History. 1991. Vol. 2. № 2.
© Савченко В.Н., 2006 г.
