Нижеследующий текст - научная англоязычная выжимка предыдущей статьи "Метафизика Космогенеза", авторство которой я делю со своим сыном Львом.  Mы никак не предполагали выносить сюда этот текст на английском, и выносим по некоторым странным, непредвиденным обстоятельствам, о которых я расскажу на днях, когда эта история прояснится.

РУССКИЙ ПЕРЕВОД ПОМЕЩАЕТСЯ СРАЗУ ПОСЛЕ АНГЛИЙСКОГО ТЕКСТА.

This text is presented here due to a strange and unexpected events. It was supposed to be published in arXiv.org, which essentially accepts everything, see details at their site. They have moderators, but no referees. First time in my life, after publishing there all my scientific papers without any problem, this text was rejected by arXiv. Moreover: after my request why the paper was rejected, moderators did not give me any reason, suggesting instead to publish it in a journal after a proper revision. So far I do not want to tell anything else, since the strange story still continues. The reader may have his/her own guess why the paper was rejected.

~~~~~~~~~~~~~~~~

GENESIS OF THE COSMIC OBSERVER

Alexey Burov and Lev Burov

Abstract: It is proven that chaos cannot be a single ultimate source of the Universe.  

According to P. Davis [1], “There is now broad agreement among physicists and cosmologists that the Universe is in several respects ‘fine-tuned' for life”. As Stephen Hawking has noted, "The laws of science, as we know them at present, contain many fundamental numbers, like the size of the electric charge of the electron and the ratio of the masses of the proton and the electron. ... The remarkable fact is that the values of these numbers seem to have been very finely adjusted to make possible the development of life."[2].

The premise of the fine-tuned Universe revived an old metaphysical problem of a source of order and harmony in the World, as a problem of fine-tuning: who or what tuned the Universe so fine? A pure scientific approach required finding an objective answer, finding “something”, not “somebody”, which tuned the world. In principle, this “something” could be any combination of laws of nature, provided by one or another general theory, and chaotic factors; or, using terms of platonic philosophy, any combination of forms and chaos. However, any theory, used in that respect, immediately leads to a question: why this very theory is structuring everything existent? Why some other theory does not do it instead? In other words, use of any theory in that respect does not solve the fine-tuning problem, but moves it a higher level. The only way to solve this problem in a framework of science is to show a possibility for appearance of being from nothing, appearance of order from chaos.

So far, there is only one concept which is widely believed to do this: Darwinian Theory of evolution. To follow this line of thought, the Universe has to be considered as a member of a huge ensemble of multiplying universes, one generated by the other, while a daughter universe mostly inherits the logical structure of the mother one, having some mutations on top of that [3,4]. After the heredity and variation of the multiplying logical structures is settled, the third Darwinian principle, the selection, can be introduced as well. This role is played by the so called weak anthropic principle [5], pointing out that only those universes can be really observed where observers can appear, which already selects a narrow class of fine-tuned universes. Thus, although our Universe is thought in this Darwinian approach as ultimately generated by chaos, its fine tuning apparently receives a scientific explanation. Although in the infinite megaverse, only a tiny portion of universes is fine-tuned for life and consciousness, a probability for any observer to see the universe as fine-tuned is 1. Following this Darwinian logic, nothing apparently contradicts the assumption that our Universe is ultimately generated by chaos, and by chaos only. Although this statement seems scientifically irrefutable, it had been clearly but insensibly refuted about two centuries earlier than “On the Origin of Species” was published.

Observers of the weak anthropic principle are not normally specified; it is not taken into account what namely they do observe. However, with probability equal to one, those occasional observers would not be able to observe anything except their sphere of practical life, and this knowledge is going to be purely empirical. Those observers can be called minimal or simple. To be able to go far outside of that sort of knowledge, they must live in a very specific world among the populated worlds. Namely, their world has to be theoretically comprehensible in a big cosmic scale; the world has to be theoretizable, so to say. In other words, a possibility for the observers to be not simple, but cosmic observers, their universe must have a very special logical structure: it has to be described by elegant, precise and wide-range laws, covering many orders of magnitude. This condition of the big scale theoretizability obviously has nothing to do with the selective principle of the universes to be populated by conscious creatures. Probability for a populated universe to be also theoretizable is either zero or indistinguishably close to zero.

The greatest scientific discovery of all times was discovery of that miracle, the miracle of theoretizability of the Universe, demonstrated by Newtonian “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”. Before that happen, humanity did not have a strong rational argument against purely chaotic origin of the world; refutation of that possibility could be only a matter of belief. Darwinian magaverse description would be irrefutable before 1687, a year the Newton’s book was published. Karl Popper doubted if Darwinism can be considered a scientific theory, since he did not see a way how Darwinism can be falsified. At least cosmological Darwinism is indeed a scientific hypothesis: it is refutable, and it was refuted by Newtonian celestial mechanics. According to cosmological Darwinism, our world cannot be theoretizable; probability for the world to have elegant, precise and wide-range fundamental laws should be practically zero. If a megadarwinism follower was asked four hundred years ago about a possibility for humanity to become a cosmic observer, he would have to have answered that there is no chance for that. And yet that came to be. The first theory discovered by humanity in the natural world, the gravitational theory of Newton, immediately covered more than ten orders of magnitude with its elegant and precise description. After that, one after another scientific success happened, so that now theoretical cognition is covering about 45 orders of magnitude space-wise: from the Higgs-boson (19 orders of magnitude smaller of our body) to the Universe itself (26 orders of magnitude higher than our body). This impressive success would not be possible if our world were generated by a pure chaos, or by a pure chaos combined with an insufficiently selective theory of everything. However, if this theory of everything is strong enough to guarantee a reasonable probability for a populated universe to be theoretizable, then a problem of the source of this theoretical selection would be scientifically untreatable.

One of the authors (AB) is thankful to Alexei Tsvelik and Mikhail Arkadev for stimulating discussions.

[1] P. Davies "How bio-friendly is the universe".Int.J.Astrobiol 2, p.115 (2003).

[2] S. Hawking, “A Brief History of Time”, Bantam Books, p. 125 (1988)

[3] L. Smolin, “The Life of the Cosmos” (1997)

[4] A. Linde, “The Self-Reproducing Inflationary Universe”, Sci. Am., Vol. 271, No. 5, pp 48-55, (1994)

[5] J.D. Barrow, F.J. Tipler “The Anthropic Cosmological Principle.” (1988)

~~~~~~~~~~~

 

ГЕНЕЗИС КОСМИЧЕСКОГО НАБЛЮДАТЕЛЯ

Абстракт: Доказано, что хаос не может быть единственным источником Вселенной.

Согласно Полю Дэвису, “Многие нынешние физики и космологи согласны, что Вселенная в некоторых отношениях ‘тонко настроена’ на жизнь” [1]. Как заметил Стивен Хокинг, “Законы природы, насколько таковые известны, содержат много фундаментальных параметров, вроде заряда электрона и отношение протонной массы к электронной. ... Замечательный факт состоит в том, что эти величины выглядят тонко подобранными для возможности развития жизни” [2].

 

Обнаруженная “тонкая настройка Вселенной” оживила старую метафизическую проблему происхождения гармонии мироздания: кем или чем Вселенная была настроена столь тонко? Чисто научный подход требовал отыскания 

объективного ответа, нахождения “того, что настроило”, а не “того, кто настроил” мироздание.  

В принципе, искомое “нечто” могло бы быть любой комбинацией законов природы, представляемых той или иной общей теорией, и хаотических факторов; на языке платоновой философии - любой комбинацией форм и хаоса. Однако же, любая такая теория тут же порождает вопрос: почему именно эта, а не какaя-то иная теория задает структуру всего существующего? Иными словами, любая такая общая теория не решает проблему тонкой настройки, но, самое большее, переводит ее уровнем выше. Единственный способ действительно решить эту проблему в рамках науки - показать возможность появления Бытия из Ничто, порядка из хаоса.  

 

До сих пор в распоряжении науки имелась лишь одна концепция, предоставляющая, по широко распространенному убеждению, такую возможность: дарвиновская теория эволюции. Приложение ее к проблеме происхождения Вселенной требует рассмотрения последней как одной из громадного набора размножающихся вселенных, мульти- или мегаверсума, где дочерняя вселенная отчасти наследует логическую структуру материнской, а отчасти испытывает некие мутации таковой. После того, как постулаты наследования и изменчивости установлены, следует ввести и третий дарвинистский принцип - принцип отбора. В этой важной роли выступает так называемый “слабый антропный принцип” [5], отмечающий, что наблюдаться могут лишь те вселенные, где зародился наблюдатель, что и отбирает узкий класс тонко настроенных вселенных. Таким образом, хотя наша Вселенная мыслится в рамках такого космологического дарвинизма порожденной исключительно хаосом, ее тонкая настройка получает, кажется, научное объяснение. Несмотря на то, что в бесконечном наборе вселенных лишь ничтожная их порция окажется тонко настроенной на жизнь и сознание, вероятность наблюдения тонко настроенной вселенной равна единице. 

 

Согласно этой логике, ничто, кажется, не противоречит допущению порождения Вселенной хаосом, и ничем иным, кроме хаоса. Однако же, это впечатление обманчиво. Гипотеза происхождения космоса из чистого хаоса не только научно-опровержима, но и была уже незаметно опровергнута почти за два столетия до выхода в свет основополагающего труда Дарвина, “О происхождении видов”.  

 

Слабый антропный принцип, вводящий фигуру наблюдателя, не придает значения масштабу наблюдения, не специфицирует, что и каким образом наблюдается. Однако, можно заключить, что с вероятностью единица эти случайные наблюдатели не были бы способны наблюдать что либо за пределами их сферы жизнеобеспечения, имеющееся же знание внутри этой сферы было бы чисто эмпирическим. Такого рода наблюдатели могли бы быть названы минимальными или простыми. Для того, чтобы значительно выйти за эти пределы, они должны были бы жить в очень специальном мире среди населенных миров.  

А именно, их мир должен был бы быть теоретически познаваемым в больших космических масштабах; мир должен бы быть теоретизируемым, если можно так выразиться. Другими словами, сама возможность простому наблюдателю дорасти до космического требует от вселенной весьма специальной логической структуры: законы природы должны выражаться элегантными и точными формулами, покрывающими громадный диапазон параметров. Это условие космической теоретизируемости, очевидным образом, не имеет ничего общего с условием какой-то населенности вселенной сознательными существами. Возможность населенной вселенной  оказаться вдобавок космически наблюдаемой есть ноль или неотличима от нуля.  

Величайшим открытием Ньютона было открытие космической теоретизируемости. До выхода “Математических принципов натуральной философии” у человечества не было отчетливого рационального аргумента против гипотезы о чисто хаотическом происхождении мира; эта гипотеза могла отвергаться и отвергалась на основе веры, а не фактов. Дарвинистская теория мегаверсума была бы 

научно неопровержимой, вздумай ее кто отстаивать до 1687 года, когда вышли ньютоновы “Принципы”. 

Карл Поппер сомневался в научности дарвинизма, так как не видел, каким образом эта теория могла бы быть опровергнута фактами. По крайней мере космологический дарвинизм является, несомненно, научной теорией: он не только опровергаем, но и был уже опровергнут ньютоновой теорией тяготения. Согласно космологическому дарвинизму, вероятность наблюдаемому миру оказаться теоретизируемым неотличима от нуля. Если бы последователь мегадарвинизма был спрошен 400 лет тому назад относительно возможности человечества стать космическим наблюдателем, его ответ должен был бы быть - ноль шансов. И все-таки это случилось. 

Первая крупномасштабная теория, открытая человечеством в качестве закона природы, гравитационная теория Ньютона, сразу же покрыла более 12 порядков величин расстояний, считая от яблока до солнечной системы. После этого, новые открытия расширяли эту область одно за одним, доведя ее до 45 порядков расстояний, от бозона Хиггса до самой Вселенной, на сегодняшний день.

Будь наш мир продуктом одного лишь хаоса, такие законы были бы абсолютно невероятны. Космическая познаваемость получила бы теоретическую возможность, если в качестве истока мира рассматривать не чистый хаос, но хаос, дополненный некоей достаточно сильной теорией всего, эффективно отбирающей лишь космически-познаваемые миры среди всех обитаемых миров мегаверсума. Порождаемая подобным подходом проблема источника такой селективной теории всего научно неразрешима.

Один из авторов (АБ) благодарен Алексею Цвелику и Михаилу Аркадьеву за стимулирующие дискуссию.

[1] P. Davies "How bio-friendly is the universe".Int.J.Astrobiol 2, p.115 (2003).

[2] S. Hawking, “A Brief History of Time”, Bantam Books, p. 125 (1988)

[3] L. Smolin, “The Life of the Cosmos” (1997)

[4] A. Linde, “The Self-Reproducing Inflationary Universe”, Sci. Am., Vol. 271, No. 5, pp 48-55, (1994)

[5] J.D. Barrow, F.J. Tipler “The Anthropic Cosmological Principle.” (1988)