Эта информация может нас кое-куда привести.
«В целом это ничто. На местном уровне она очень активна»9, - сказал американский космолог Джеймс Пиблз в 1979 году, когда его попросили описать результаты исследований крупномасштабной структуры Вселенной. В целом материя и излучение Вселенной распределены равномерно, без структуры и направления. Но на локальном уровне существует множество млечных путей, населенных звездами, на орбитах которых вращаются планеты, а они, в свою очередь — в одном случае совершенно точно — населены замечательными маленькими существами, которые суетятся туда-сюда в звездном свете.
В целом Вселенная похожа на гомогенный суп из материи, которая постоянно расширяется: все одинаковое, но постоянно появляется все больше «ничто», все распределяется равномерно и постоянно разбавляется ничем. Но на местном уровне имеется структура; на местном уровне существуют различия — и эти различия никуда не деваются. Они просто разбавляются. И пока они разбавляются, может увеличиваться запутанность.
Запутанность возрастает потому, что разбавление позволяет информации отсеиваться, беспорядок экспортируется — из локальных единиц, ограниченных клеточными стенками, поверхностью кожи или голубыми небесами.
За этими пределами, за мембранами, окружающими живые существа, возникает порядок, который не содержит больших массивов информации, но является результатом колоссального количества информации, которая прошла через область, ограниченную мембраной — клеточные стенки, поверхность кожи и голубое небо.
Благодаря тому, что Вселенная расширяется, по другую сторону мембраны может возрастать запутанность. Благодаря тому, что Вселенная расширяется, через мембрану могут выплескиваться различия, которые отличают ее содержимое от окружения и могут создавать порядок вне ее. Этот локальный порядок, очевидно, противоречит созданию еще большего количества беспорядка в результате расширения, еще больших степеней свободы во Вселенной в целом.
Но никакого конфликта здесь нет: в целом беспорядок растет, и именно по этой причине локально через экспорт беспорядка может возникать порядок. Расширение Вселенной означает, что для этого экспорта имеется место.
Так как Вселенная в целом — это ничто, локально может иметь место активность, которая ведет ко всему, с чем мы знакомы, будучи живыми организмами. И благодаря тому, что эти живые организмы постоянно экспортируют беспорядок — информацию — внутри себя, локально, может возникнуть сознание, которое само по себе является результатом огромного отсеивания информации, значительного экспорта беспорядка.
Так как все постоянно разбавляется ничем, мы и можем воспринимать это как все.
Расширение началось 15 миллиардов лет назад с Большого взрыва, что в настоящее время наглядно проявляется в том, как разлетаются в небе галактики. Удаленные скопления древних звезд удаляются от нас быстрее, чем более близкие скопления более молодых звезд. Чем дальше что-то находится от нас, тем быстрее оно удаляется.
Это известно как расширение Хаббла, которое было открыто в конце 20-х годов американским астрономом Эдвином Хабблом. Это не предполагает, что все расширяется по направлению от нас: имеется в виду, что с любой точки Вселенной можно наблюдать, как любая другая точка будет от нас удаляться. Это похоже на то, как муравьи видели бы друг друга на поверхности шара, который надувается: каждый муравей бы почувствовал, что все остальные муравьи от него удаляются. И возможно, ни один муравей бы не догадался бы, что происходит, так как шар увеличивается в размерах.
Сегодня теория Большого взрыва является в космологии — науке о Вселенной в целом — доминирующей. Если провести обратный отчет расширения, обнаруженного Хабблом, можно прийти к выводу, что расширение началось примерно от 10 до 20 миллиардов лет назад. Так как самые старые скопления звезд во Вселенной имеют возраст примерно 12 миллиардов лет, расширению должно быть как минимум столько же. Так что 15 миллиардов — это вполне подходящая цифра, чтобы ею оперировать.
Картина того, что, по мнению астрономов и космологов, происходило в течение этого периода времени длиною в 15 миллиардов лет, становится все яснее и яснее (даже несмотря на то, что имеются сложности в установлении полной картины 10). Из равномерно распределенного состояния, остатки которого все еще можно обнаружить в излучении, пронизывающем Вселенную, выкристаллизовались целые скопления галактик, что привело к образованию звезд и солнечных систем. Мы не знаем, как равномерное распределение материи могло привести к тому состоянию зернистости, которое мы наблюдаем у материи сейчас. Следовательно, мы не понимаем, почему в темном небе есть звезды, а не просто легкие облачка материи.
Но, возможно, это далеко не самый важный вопрос.
Самый насущный вопрос — это как все началось, когда началось расширение. Расширение представляет собой следующее: все разбавляется ничем. Если вернуться обратно во времени, все будет присутствовать — но «ничто» будет меньше. По мере того, как мы возвращаемся во времени, расстояния уменьшаются, мир становится меньше в размерах. Материя существует, но пространства меньше.
Если мы полностью вернемся на 15 миллиардов лет назад, там почти нет пространства — но много материи и излучения. Если двигаться по направлению к нулевой точке, плотность материи существенно растет. Космологи создали довольно хорошее описание Вселенной вплоть до самой первой секунды ее существования. И действительно, у нас есть представление о самой первой доли секунды в истории Вселенной. Фактически мы можем вернуться до того времени, которое называют планковским временем — в честь немецкого ученого Макса Планка, который открыл квант в 1900 году и вызвал к жизни появление целого направления физики, которое стало известно как квантовая механика. Оно описывает атомы и другие частицы.
Планковское время — это первые 0.0000000000000000000000000000000000000000001 (1043) секунд после того, как все началось. В то время вся видимая Вселенная, которую мы можем наблюдать сегодня, не была разбавлена таким большим количеством «ничто». Все было очень плотным — можно даже сказать, что все было единым. Но это все занимало какое-то место, даже несмотря на то, что это место, соответствующее нашей сегодняшней Вселенной, было размером менее одной сотой сантиметра в диаметре.
Все наши привычные концепции рушатся, когда мы пытаемся описать Вселенную планковского времени: время, пространство и материя были неразделимы. Все было подвержено квантовым флуктуациям — нарушениям, ассоциируемым с фундаментальным характером неуверенности, которой, как говорит нам квантовая механика, отмечен мир. Время и пространство постоянно менялись местами, и между ними нельзя было провести такого различия, какое мы можем провести в нашей Вселенной сегодня.
На самом деле в таком мире не действовали законы физики. Мы не можем применить к нему те законы природы, которые нам сегодня известны. Поэтому многие астрономы рады уже тому, что мы в состоянии проследить историю Вселенной до планковского времени. «Эти физические условия настолько экстремальны, что кажется полностью уместным рассматривать планковское время как момент создания Вселенной»11, - пишет американский астроном Джозеф Силк в стандартном учебнике космологии.
Но не все космологи оказались удовлетворены, так как настоящий вопрос, конечно, заключается в том, что случилось в момент сотворения, а не что произошло потом. Это кажется слишком обидным — проделать ментальное путешествие на 15 миллиардов лет назад во времени к моменту начала всего — и сдаться за долю секунды до того, как все началось!
«Мы обсуждали это во время поездки из Альбукерке», — объяснил Джон Уиллер, — но единственный ответ, какой нам удалось найти — это черные дыры». Это было в понедельник 16 апреля 1990 года, в комнате для лекций в маленьком здании Института Санта Фе по 1120 Каньон роуд. Семинар по запутанности, энтропии и физике информации только что начался, и великие умы были заняты, предлагая вопросы для дискуссий на эту неделю.
Уиллер проехал от аэропорта Альбукерке, первого города Нью Мексико, до живописного городка в горах Санта Фе, который некоторые умники называют Фанта Се, так как почти все жители города принимают участие в работе галерей искусств, лечении с помощью кристаллов и производстве атомной бомбы. Будучи популярным туристическим направлением, построенным в индейском стиле, Санта Фе является центром искусства и находится на плато, окруженном несравненными горными ландшафтами. У него есть как раз тот элемент грандиозной красоты, который заставил Роберта Оппенгеймера обосноваться неподалеку в местечке под названием Лос-Аламос. Оно стало добровольной тюрьмой, где сотни ведущих мировых физиков в глубочайшей секретности разрабатывали во время Второй мировой войны атомную бомбу. С тех пор Лос-Аламос стал одним из лидеров по разработке ядерного оружия — и науки в целом — в США.