Могла ли квантовая механика создать Вселенную из ничего?
кандидат наук Джефф Миллер
В соответствии с первым законом термодинамики, ничто во Вселенной (т.е. материя или энергия) не может возникнуть из ничего (см. Миллер, 2013). Все научные факты свидетельствуют об этом. Итак, Вселенная не могла возникнуть до предполагаемого «большого взрыва» (события, которое мы не принимаем на веру). Следовательно, Вселенную должен был сотворить Бог.
Одно из популярных заявлений со стороны атеистического сообщества заключается в том, что Вселенная могла быть сотворена под воздействием квантовой механики. В 1905 году Альберт Эйнштейн предложил мысль об эквивалентности массы и энергии, что было выражено в его знаменитом уравнении E = mc 2 (1905). Теперь мы знаем, что материя может преобразовываться в энергию и наоборот.
Однако энергия и масса сохраняются, в соответствии с первым законом термодинамики. По словам известного астронома-эволюциониста Роберта Джастроу «принцип сохранности материи и энергии… гласит, что материя и энергия не могут ни появляться, ни исчезать. Материя может преобразовываться в энергию, и наоборот, однако общее количество материи и энергии во Вселенной всегда должно оставаться неизменным» (1977, с. 32). Сама идея сохранности материи-энергии заставила одного физика сделать предположение о том, что, по сути, космическое яйцо, взорвавшееся миллиарды лет назад (что привело к предполагаемому «большому взрыву» и положило начало «сотворению» Вселенной), могло возникнуть в результате преобразования энергии в материю.
В 1973 году физик Эдвард Трион из колледжа Хантер при университете города Нью-Йорк опубликовал в британском научном журнале Nature свою работу под названием «На самом ли деле Вселенная является флуктуацией вакуума?» В ней он предложил идею о том, что Вселенная может быть всего лишь широкомасштабной флуктуацией энергии вакуума. Он отметил: «В ответ на вопрос, почему это произошло, я предлагаю скромное предположение о том, что наша Вселенная – это всего лишь одна из тех вещей, которые случаются время от времени» (246:397, жирный шрифт добавлен).
На самом ли деле это так? Специалист по космологии и физик-теоретик Александр Виленкин, директор института космологии при университете Тафтс, отметил:
«Трион предполагает, что вся наша Вселенная, со всем грандиозным количеством материи, является всего лишь огромной квантовой флуктуацией, которая не исчезла за 10 миллиардов лет. Все приняли это за очень смешную шутку. Однако Эдвард Трион не шутил. Он был очень огорчен реакцией своих коллег …» (2006, с. 184).
Несмотря на насмешки, теория Триона получила признание среди многих известных ученых-эволюционистов. Ведь, если все действительно произошло так, то, по словам Виленкина, «для такого сотворения не нужна была какая-либо причина» (сс. 184-185).
Предположения, а не наблюдения
Однако сама мысль о том, что такое могло произойти, является чистой воды предположением и домыслом. Подобный феномен – преобразование энергии в материю целой Вселенной – никогда не наблюдался. Это отчаянная попытка придерживаться натуралистических предпосылок, не взирая на факты, в то время как сверхъестественное объяснение, соответствующее фактам, находится прямо перед глазами. Физик-эволюционист Виктор Стенгер отметил:
«Вселенная, вероятно, является результатом случайной квантовой флуктуации в бесконечной, неподвластной времени пустоте… Поэтому для того, чтобы спровоцировать образование Вселенной, было необходимо образование полого пузыря чрезвычайно искривленного пространства-времени. Но как же образовался этот пузырь? Что послужило причиной его возникновения? Не для всего нужна причина. Это могло произойти спонтанно, как одна из многих линейных комбинаций Вселенных, обладающих квантовым числом вакуума. Большинство этих рассуждений находятся в стадии предположений, и я должен признать, что пока что не существует эмпирических или экспериментальных тестов, с помощью которых можно было бы проверить предположение о случайном происхождении (1987, 7[3]:26-30, курсив в тексте оригинала, жирный шрифт добавлен).
Никаких доказательств. Никаких научных наблюдений. Одни лишь предположения.
В своей статье в издании Skeptical Inquirer за 1994 год, Ральф Эстлинг высказал полное несогласие с мыслью о том, что Вселенная могла сотвориться самостоятельно из ничего. Он написал:
«Я не думаю, что то, чем занимаются эти космологи, теоретики квантума и создатели Вселенной, является наукой. Ничего не могу поделать с ощущением того, что вселенные совершенно не склонны возникать в готовом виде из ничего, даже если Эдвард Трион (наконец-то, хоть одно имя!) написал, что «наша Вселенная – это всего лишь одна из тех вещей, которые случаются время от времени…» Возможно, несмотря на утверждения многих известных ученых, наша Вселенная – это вовсе не одна из тех вещей, которые случаются время от времени» (18[4]:430, включение в скобках в оригинальном тексте, жирный шрифт добавлен).
Комментарии Эстлинга породили волну полемики и обрушили шквал писем на редакцию издания Skeptical Inquirer, что заставило Ральфа Эстлинга дать ответ своим критикам. Среди многих других комментариев, он отметил:
«Все начинается с предположений, и наука не исключение. Однако если за предположениями не следует и не может следовать эмпирических доказательств, все предположения отметаются… Пока что нет никаких доказательств того, что вся Вселенная, видимая и невидимая, появилась из состояния полного «ничто» (1995, 19[1]:69-70, жирный шрифт добавлен).
Таким образом, в соответствии с натуралистическим определением науки, данная идея является ненаучной. Не существует доказательств в пользу таких событий. Позиция креационистов – придерживаться эмпирической науки и позитивных свидетельств о некоей божественной Личности. В отличие от позиции креационистов, люди, верящие в теорию Триона, просто исповедуют слепую веру.
Откуда взялась энергия?
Во-вторых, даже если бы подобное и было возможно – и энергия действительно могла бы преобразовываться в материю так, как предположил Трион, следовало бы задаться вопросом: «Откуда взялась энергия?»
Алан Гут, профессор физики из Массачусетского технологического университета, написал в ответ Триону: «В данном контексте предположение о том, что Вселенная была сотворена из пустого пространства не более обоснованно, чем предположение о том, что Вселенная зародилась из куска резины. Это может быть правдой, но все равно следовало бы задаться вопросом, откуда взялся этот кусок резины» (1997, с. 273, жирный шрифт добавлен).
Энергия могла возникнуть и без нарушений первого закона термодинамики. Однако когда ученые заявляют о том, что квантовая механика способна создать что-то из ничего, на самом деле они не подразумевают совершенно из «ничего». Проблема того, как все возникло, по-прежнему остается актуальной. Материя, в соответствии с квантовой теорией, образовывается в вакууме, который не является пустотой.
Филип Ям, один из авторов статей издания Scientific American написал: «Тем не менее, энергия в вакууме весьма реальна. По данным современной физики, вакуум – это не очаг небытия. Он исполнен невидимой жизнедеятельности, даже при нулевой температуре – температуре, при которой, как считается, прекращаются все движения на молекулярном уровне» (1997, p. 82, жирный шрифт добавлен).
Выдающийся математик-гуманист и популяризатор науки Мартин Гарднер писал: «Сейчас модно предполагать, что большой взрыв был вызван случайной квантовой флуктуацией в вакууме, лишенном времени и пространства. Но, конечно же, такой вакуум – это далеко не «ничто» (2000, с. 303, жирный шрифт добавлен).
Аманда Гефтер написала в издании New Scientist: «Квантовая механика говорит о том, что космический вакуум – это не пустота; на самом деле в нем бурлит энергия» (2010, с. 29, жирный шрифт добавлен). Физик Ричард Моррис написал:
«В современной физике понятия «ничто» не существует. Даже в совершенном вакууме постоянно создаются и разрушаются пары виртуальных частиц [путем кратковременного «заимствования» уже существующей энергии—прим. Джеффа Миллера]. И существование этих частиц – это не математический вымысел. Хотя эти частицы нельзя увидеть напрямую, их воздействие совершенно реально. Предположение об их существовании привело к прогнозам, которые были подтверждены в ходе экспериментов с высокой степенью достоверности» (Моррис, 1990, с. 25, жирный шрифт добавлен).
Астрофизик Роки Кольб, заведующий кафедры астрономии и астрофизики при Чикагском университете, написал: «любой участок пространства, которое кажется пустым, на самом деле пустым не является, а кишит самыми разнообразными элементарными частицами в вакууме, пока эти частицы не сталкиваются со своими античастицами и не исчезают» (1998, 26[2]:43, жирный шрифт добавлен). Эстлинг продолжил свои изыскания, и в ответ на замечания критиков (перечисленные выше), отметил:
«Космологи, приверженцы квантовой теории, настаивают на абсолютном «ничто», при этом наделяя его различными качествами и характеристиками: и это «ничто» населено виртуальными квантами, бурлящим в мнимом вакууме. Кванты, будь то виртуальные или настоящие, истинные или ложные — это не «ничто», они определенно являются «чем-то», хотя чем именно они являются, может быть предметом для споров. С одной стороны, кванты – это структуры, обладающие энергией. Вакуум обладает энергией и, более того, протяженностью, то есть это нечто такое, во что можно вложить другие структуры, например Вселенные, но ведь невозможно иметь абсолютное Ничто, и поглощать его. Если у нас есть кванты и вакуум в том виде, в котором они существуют, значит, мы имеем некое предсущее состояние существования, которое либо существовало ранее безвременно, либо само по себе зародилось из абсолютного Ничто (где не было ни квант, ни вакуума, ни каких-либо изначальных условий существования) в определенный момент времени; и в результате сотворилось время, а также материя и энергия – все, что мы называем Вселенной. Я переписывался с Полом Дэвисом [физик-теоретик, атеист, космолог и астробиолог из Университета штата Аризона, поддерживающий предположение о том, что Вселенная сотворилась сама по себе из ничего— прим. Джеффа Миллера] по поводу космологической теории, и в процессе общения я спросил его, что он имеет в виду под термином «ничто». Пол написал в ответ, что интересовался у Алексендра Виленкина значением данного термина, на что тот ответил: «Говоря «ничто» я имею в виду «ничто», — на тот момент такой ответ прозвучал несколько банально, однако космологи, изучающие кванты, отталкиваются от этого определения и объясняют, из чего состоит их конкретная разновидность «ничего». Я обратил на это внимание Пола Дэвиса, на что он ответил, что все очень сложно. Я готов признать правдивость данного утверждения, однако, я считаю, оно не решает проблему» (1995, 19[1]:69-70, жирный шрифт добавлен).
Не странно, что Джонанат Сарфати писал:
«Некоторые физики считают, что квантовая механика… способна породить что-то из ничего… Однако это вопиюще неправильное толкование квантовой механики. Квантовая механика никогда не порождает что-то из ничего… Теории о том, что Вселенная является квантовой флуктуацией, должна основываться на предположении, что было нечто, способное флуктуировать, их «квантовый вакуум» обладает огромным потенциалом материи-антиматерии, и не является «ничем» (1998, 12[1]:21, жирный шрифт добавлен).
Виленкин, объясняя проблемы, присущие работам Триона, отметил:
«Более фундаментальная проблема заключается в том, что сценарий Триона на самом деле не объясняет происхождения Вселенной. Квантовые флуктуации вакуума предполагают наличие вакуума некоего доисторического пространства. А мы уже знаем, что «вакуум» совершенно отличается от «ничего». Вакуум, или же пустое пространство, обладает энергией и давлением, он способен изгибаться и деформироваться, поэтому, бесспорно, он является чем-то» (2006, с. 185, курсив текста оригинала, жирный шрифт добавлен).
Далее он предположил, что квантовое туннелирование может быть ответом на вопрос о сотворении Вселенной из ничего. Однако квантовое туннелирование начинается с чего-то и оканчивается тоже чем-то. Частицы, которые могут перепрыгивать через препятствия, должны изначально существовать, чтобы это делать. Вывод: по словам известного атеиста, физика-теоретика и космолога из Кэмбриджского университета, Стивена Хокинга, чтобы создать Вселенную «необходимо иметь три ингредиента: материю, энергию и пространство («Любопытно…,» 2011). По словам Хокинга, эти три ингредиента должны существовать, чтобы можно было создать Вселенную.
А значит, проблема не решена. Откуда взялись эти ингредиенты, чтобы заварить суп Вселенной? Должна быть некая первопричина образования Вселенной.
Несуществующие законы квантового мира?
В-третьих, даже если вопреки логике принять предположение о том, что квантовая теория допускает возможность самостоятельного зарождения Вселенной, по словам астрофизика Маркуса Чоуна,
«Если Вселенная обязана своим происхождением квантовой теории, значит, квантовая теория должна была существовать еще до Вселенной. Отсюда возникает резонный вопрос: откуда взялись законы квантовой теории? «Нам это не известно, — признает Виленкин. – Я считаю, это вопрос совершенно иного рода. Когда речь заходит о начале Вселенной, во многом мы сами стоим в самом начале пути» (2012, с. 35, жирный шрифт добавлен).
Мартин Гарднер писал:
«Представьте себе, что физикам, наконец, удастся открыть все основные виды волн и их частиц, все основные законы, и они смогут объединить все это в одном уравнении. Тогда мы сможем спросить: «А зачем это уравнение?» Теперь стало модным предполагать, что большой взрыв был вызван случайной квантовой флуктуацией в вакууме, лишенном времени и пространства. Но, конечно же, такой вакуум – это далеко не «ничто». Для флуктуации нужны были законы квантовой механики. А зачем эти законы. И нам не избежать самых важных вопросов: «Почему существует «нечто» вместо «ничто», и почему это «нечто» организовано таким, а не иным образом?» (2000, с. 303, жирный шрифт добавлен).
В фильме «Любопытно: на самом ли деле Бог сотворил Вселенную?» Стивен Хокинг смело заявил, что все во Вселенной можно объяснить с помощью атеистической эволюции, не прибегая к Богу. Это не так, как мы отмечали в других работах (например, Миллер, 2011). Однако складывается впечатление, что Хокинг сам не верит в это утверждение. Он задается вопросом: «На самом ли деле Бог создал законы квантовой механики, позволившие произойти большому взрыву? И вообще, нужен ли был некий бог, который устроил бы так, чтобы Большой Взрыв произошел? («Любопытно…», жирный шрифт добавлен). И далее он не дает ответа на свой вопрос. Критикуя Хокинга, Пол Дэвис отметил этот факт: «Нужно знать, откуда взялись эти законы. Именно в этом и заключается тайна – в самих законах» («Вопрос сотворения…,» 2011). Квантовая механика со всеми ее законами, просто не оставляет места для спонтанного образования Вселенных.
ОТВЕТНЫЕ ЗАЯВЛЕНИЯ
Но что если квантовая теория действительно могла бы отвечать за спонтанное образование на квантовом уровне? Что если первый закон термодинамики не применяется в не поддающемся наблюдению молекулярном мире квантовой механики, а действует только в видимом макроскопическом мире? Даже если бы это было так (несмотря на отсутствие убедительных доказательств предположения о том, что могут быть хоть какие-либо исключения из первого закона термодинамики — см. Миллер, 2010a), в соответствии с теорий Большого Взрыва, космическое яйцо, существовавшее на квантовом уровне, в конце концов, достигло макроскопических размеров благодаря расширению. Такое событие было бы равноценно нарушению первого закона термодинамики, даже при таком рискованном определении.
Однако «обычно предполагается, будто современные законы физики не действовали» в начале (Линде, 1994)? Предположения должны быть оправданы. Какие доказательства поддерживают подобное грандиозное предположение? И, снова же, кто должен был создать законы в тот момент, когда они начали действовать? Более того, если законы физики были нарушены в начале, нельзя ссылаться на квантовые законы, якобы породившие материю – а именно это и пытается сделать теория квантовых флуктуаций.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Так способна ли квантовая механика создавать Вселенные из ничего? Нет. Образование квантовых частиц требует существования энергии – а это вовсе не «ничто». Могли ли под воздействием квантовой механики спонтанно создаваться Вселенные из существующей ранее (т.е. созданной Богом) энергии? Научных доказательств в поддержку подобного предположения не существует. Следовательно, это всего лишь спекуляции и домыслы, сопоставимые с предположениями о том, что жизнь на Земле зародили инопланетяне, как кое-кто считает. То, что крохотные квантовые частицы флуктуируют – сталкиваются друг с другом – это одно. Но то, что целая Вселенная была сотворена в результате квантовых флуктуаций – совершенно другое.
Как и следовало ожидать, люди, не желающие признавать существование Бога, пойдут на все, чтобы отрицать Его. Они будут отказываться от здравого смысла и принимать надуманные теории – теории настолько рискованные, что их можно ставить в библиотеке в раздел фантастики наряду с «Волшебником страны Оз» — и эти теории будут восприниматься как факт.
Библия дает рациональное объяснение подобному нерациональному поведению, говоря, что эти люди ищут учителей, «которые льстили бы слуху» (2 Тимофею 4:3). Они ждут, чтобы им говорили то, что они желают слышать – ищут учителей, слова которых звучат умно, а значит, они будут довольны своей явно иррациональной позицией (стих 3). Они «от истины отвратят слух и обратятся к басням» (стих 4). А значит, «называя себя мудрыми, обезумели» (Римлянам 1:22). Теория квантовых флуктуаций – еще один пример такого мировосприятия, а предостережение христианам звучит так же, как звучало еще в первом столетии: «Будь бдителен во всем» (стих 5). «Храни преданное тебе, отвращаясь негодного пустословия и прекословий лжеименного знания» (1 Тимофея 6:20).
Источник