Приложение

Проблема Больших Чисел

По мере освоения человеком окружающей среды, в науке все более утверждались воззрения, что процессы, протекающие в мире, подчиняются наиболее вероятному сценарию. Этот принцип лег в основание термодинамики, а она, в свою очередь, определила лицо всей техники. Кратко его можно выразить так: “Хотя маловероятные события и не запрещены, считаться следует только с тем, что имеет максимальную вероятность”. Например, молекулы воздуха, заполняющего вашу комнату, могли бы вдруг собраться в одной ее половине так, чтобы вы, оказавшись в другой половине, немедленно задохнулись. Но за всю историю человечества такое событие не было зафиксировано ни разу.

Термодинамические соображения приводили к успеху всегда и всюду, пока наука не стала заглядывать за границы собственно человеческого мира. Но и здесь поначалу все шло гладко. Исследования космоса привели к открытию закона всемирного тяготения, который описывается с помощью константы
G = 6.67*10^-8см³/г сек² , получившей имя “гравитационной постоянной”. Затем была установлена универсальность скорости света c = 3*10¹⁰см/сек .

Иследование атомов и элементарных частиц привело к открытию квантовых эффектов. Как известно, минимальный квант действия далее неделим и равен величине h =6.67*10 ^-27 г см²/сек - постоянной Планка.

Совокупность ядерных превращений описывается своим набором фундаментальных постоянных, которые не так широко известны, как приведенная выше тройка G, c, h. Это заряд электрона e (e²=2.3*10^-19 г см³/сек²), массы электрона m_e = 9.11*10^-28 г и протона m_p = 1.67*10^-24 г, так называемая “постоянная тонкой структуры”, константы электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий и другие.

К середине XX века научная картина мира вполне устоялась. Что касается Вселенной, то с этого времени она предполагалась конечной, как во времени, так и в пространстве. А поэтому можно было поставить вопрос о ее возрасте, размерах и массе. Эти величины оцениваются в настоящее время так: T_U = 15 млрд.лет = 4.5*10¹⁷ сек, R_U = 10²⁸ см, M_U = 10⁵⁵ г .

Вот тут-то и прозвучал первый предупредительный звонок. Еще в 30-е годы Эддингтон, а потом и П.Дирак обратили внимание на странную систематичность, с которой в теории стали появляться числа порядка 10³⁹. На этом основании Эддингтон попытался возродить платоновскую идею о роли чисел в структуре мира.

П.Дирак установил, что величины: k = e²/Gm_em_p - отношение электрических и гравитационных сил в атоме водорода, и t=T_U/t_a - возраст Метагалактики, выраженный в атомных единицах времени t_a=e²/m_ec³, обе близки по величине к 10³⁹ . А N=M_U/m_p - отношение массы Метагалактики к массе протона - к ее квадрату, то есть, к (10³⁹)² . Эти совпадения между величинами, относящимися к микромиру и Вселенной в целом, до сих пор остаются загадочными. (См. книгу: П.Девиса. “Случайная Вселенная”, М.,Мир,1985). Так в физике появилась проблема больших чисел (БЧ). Сам П.Дирак полагал, что ”в качестве общего принципа можно принять, что все большие числа порядка 10³⁹, 10⁷⁸ и т.д., встречающиеся в общей физической теории, с точностью до простых числовых множителей равны t, t² и т.д., где t - время в современную эпоху, выраженное в атомных единицах”.

Примечание: Идея об универсальном метрономе Мироздания естественным образом возникла и в Концепции (см. Главу 6). Однако, в ней стандарт времени оказывается гораздо короче атомного (см. Главу 18). В Приложении H сформулирован закон подобия для микрокосмосов, который, как кажется, проливает свет на проблему БЧ.

Реакция научной общественности на подобные гипотезы была и остается неоднозначной. (Историю вопроса см. в статье В.Казютинского, “Антропный принцип и мир постнеклассической науки” в сб. Астрономия и современная картина мира, ИФ РАН, Москва1996). Многие отворачивались от проблемы БЧ в лучшем случае с иронией, а в худшем – с нескрываемым презрением, как от какой-то псевдонаучной чертовщины. Спекуляции на темы “пифагорейской мистики чисел” считались недостойными серьезных ученых.

Однако, нашлись люди, продолжившие изучение проблемы БЧ. Они установили, что в теории встречаются величины, близкие еще и к дробным степеням все того же числа 10³⁹. Таковые, например, отношение плотностей фотонов и барионов (степень 1/4), отношение времени жизни типичной звезды к планковскому времени (степень 3/2) и другие.

Причина отрицательного отношения большинства ученых к проблеме БЧ видится в следующем: между микромиром и макромиром располагается обширная область термодинамических процессов. Им присущи мощные энтропийные проявления, приводящие к исчезновению информации. Поэтому они должны бы надежно заглушить информационное воздействие микрокмира на макромир. А значит, найденные соответствия следует расценить как бессмысленные. В ином случае пришлось бы отказаться от взгляда на Вселенную как на исключительно термодинамическое явление. Это не первый случай в истории науки, когда тревожащий фактор объявлялся несуществующим.