Наука в поисках Бога

От автора

В этих лекциях я бы хотел, как и предписано Гиффордским трестом, рассказать о своих взглядах на то, что, по крайней мере прежде, называлось естественной теологией, которая, насколько я понимаю, описывает мир, не прибегая к божественному откровению. Это очень обширная тема, поэтому мне неизбежно придется выбирать, какие ее грани осветить в лекциях. Подчеркну, что все, о чем я буду рассказывать, представляет собой исключительно мои личные взгляды на эту пограничную область между наукой и религией. На данную тему написано море литературы, более 10 млн страниц, или примерно 1011 бит информации. Это по самым минимальным прикидкам. И тем не менее никто не возьмется утверждать, что прочитал пусть крохотную часть этого массива или хотя бы репрезентативную выборку. Поэтому подступаться к этой теме можно лишь в надежде, что большую часть написанного читать не обязательно. Я сознаю всю ограниченность, всю узость и недостаток глубины моих собственных познаний в обеих областях, так что надеюсь на вашу снисходительность. К счастью, после каждой лекции отводилось время для ответов на вопросы аудитории, позволявшие выявить самые грубые мои ошибки, и я получал искреннее удовольствие от живого общения со слушателями.

Даже если бы в этой области были возможны какие-то однозначные исчерпывающие заявления, вы их от меня не услышите. Моя задача гораздо скромнее. Я надеюсь всего-навсего разобраться в собственном понимании этой темы, в надежде, что это послужит для остальных стимулом двинуться дальше, возможно учтя мои ошибки (хочется верить, что их будет немного, но все же они неизбежны), и тогда мы обретем новое знание.

    Карл Саган
    Глазго, Шотландия, 14 октября 1985 г.

Лекция первая

Природа и чудо. Прогулка в небеса

Истинно благочестивому приходится старательно лавировать между пропастью безбожия и болотом суеверия.

    плутарх

Разумеется, избегать следует обеих крайностей, вот только что они собой представляют? Что есть безбожие? Не в самом ли стремлении обогнуть «пропасть безбожия» кроется предмет нашей сегодняшней беседы? Что понимать под суеверием? Чужую религию, как гласит одно расхожее выражение? Или же есть какие-то стандарты, позволяющие выявить суеверие?

Я бы сказал, что суеверие характеризуется не тем, что пытается выдать себя за область знаний, а методом поиска истины. И еще я бы предложил не усложнять: суеверие – это всего лишь вера без доказательства. А вот вопросом, что считать доказательством в этом интересном предмете, я и попытаюсь заняться и к природе доказательства и необходимости скептического мышления в богословских изысканиях еще вернусь. Слово «религия» происходит от латинского «связывать», соединять разрозненное, разорванное. Это очень интересная идея. И в плане поиска глубочайших взаимосвязей между разрозненными, казалось бы, явлениями, цели у религии и науки, на мой взгляд, совпадают или очень близки. Однако мы рассматриваем вопрос надежности истин, на которые претендуют эти две области, а также методологии.

Я не знаю лучшего способа задействовать религиозное восприятие, ощутить религиозный благоговейный трепет, чем посмотреть в небо ясной ночью. Очень сложно, как мне представляется, осознать, кто мы, не поняв, «где» мы и «когда» мы. Наверное каждому из нас, независимо от культурной принадлежности, доводилось хотя бы однажды, обратив взор к небу, испытать удивление и трепет. И в науке, и в религии эти ощущения отражены повсеместно. Томас Карлейль считал удивление почвой для поклонения божественному. «Космическое религиозное чувство – сильнейший и благороднейший мотив научного поиска», – утверждал Альберт Эйнштейн. А там, где сходятся во мнении Карлейль и Эйнштейн, есть призрачная вероятность отыскать истину.

На следующем развороте перед вами два изображения Вселенной. По вполне очевидным причинам вы обращаете внимание не на пустоту, а на какие-то объекты. Зачем мне утомлять вас демонстрацией темной пустоты из кадра в кадр? Однако на самом деле Вселенная большей частью состоит именно из пустоты – объекты скорее исключение, а пустота – правило. Темнота повсеместна, свет – редкость. Между светом и тьмой я без колебаний выберу свет (особенно в иллюстрированной книге). Однако нам нужно помнить, что Вселенная – это почти полная непроницаемая темнота, а редкие источники света, звезды, нам неподвластны: мы не способны ни контролировать их, ни создавать. И прежде чем пускаться в изыскания, стоит задуматься как о фактическом, так и о метафорическом смысле преобладании этой темноты.

Илл. 1. Туманность Орел

Звездная колыбель, удаленная от нас примерно на 6500 световых лет. Сквозь брешь в темной оболочке космической пыли мы видим скопление сияющих новорожденных звезд. В их насыщенном голубом свете, наполняющем полость в облаке размером около 20 световых лет в поперечнике, рисуются волокна и столпы из газа и пыли.

Илл. 2. Крабовидная туманность

Это остатки той же взорвавшейся звезды, сверхновой, которую наблюдали китайские астрономы и индейцы анасази в созвездии Телец в 1054 г. Они зафиксировали внезапное появление яркой новой звезды, которая затем медленно померкла и пропала из вида. Волокна – это разворачивающиеся в пространстве продукты взрыва, обогащенные образовавшимися при взрыве тяжелыми химическими элементами.

Илл. 3. Солнце и планеты

Слева направо, по порядку и с соблюдением относительных размеров: Солнце, четыре планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), четыре газовых гиганта (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и Плутон.

Этот рисунок приведен для сравнения. Художник изобразил планеты, соблюдая масштаб относительно их размеров (расстояниях между ними даны не в масштабе). Глядя на рисунок, мы видим четыре крупных небесных тела помимо Солнца, а остальное выглядит мелким мусором. Мы живем на третьей «соринке» от Солнца, крошечном железно-каменном шаре с тонким налетом органики, едва заметную долю которой составляем мы.

Следующий рисунок сделан Томасом Райтом из Дарема, который в 1750 г. выпустил выдающийся труд под вполне соответствующем названием «Оригинальная теория, или Новая гипотеза о Вселенной». Райт был, кроме прочего, архитектором и чертежником, поэтому на его рисунке Солнечная система и Вселенная за ее пределами впервые представлены в масштабе. Вот Солнце, а вот расстояние до орбиты Меркурия, соотносимое с размерами Солнца. Затем изображены Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн (другие планеты в то время еще не были открыты), а затем – восхитительная попытка – Солнечная система из тех же шести планет, собранных в точку, и розетки орбит открытых к тому времени комет. Дальше ныне известной орбиты Плутона Райт не заглядывал. А затем он изобразил на огромном отдалении ближайшую известную тогда звезду, Сириус, которую он уже не решился окружить розеткой кометных орбит. Однако сходство между нашей системой и другими звездными системами прослеживалось четко.

Илл. 4. Солнечная система и Сириус из книги Райта

На верхней полосе изображены в масштабе Солнце (слева) и орбита Меркурия (справа). На средней полосе вся Солнечная система с орбитой Сатурна (S) и несколькими эллиптическими кометными орбитами (слева) и система яркой звезды Сириус (справа). На нижней полосе слева направо обозначены орбиты Сатурна, Юпитера, Марса, Земли, Венеры, Меркурия – и Солнца.

Далее перед нами четыре современные попытки изобразить то же самое. На рис. 5а – Земля и остальные внутренние планеты на своих орбитах. Каждая из крошечных белых точек – мельчайшая частица облака небесных тел под названием астероиды. За ними проходит орбита Юпитера. На отрезке шкалы вверху представлено расстояние от Земли до Солнца, называемое астрономической единицей (а. е.). Это наш первый пример – дальше их будет еще много – высокомерного гео- и антропоцентризма, которым, похоже, заражены все попытки человека взглянуть на космос. Брать за единицу измерения Вселенной расстояние от Земли до Солнца – чисто человеческая условность. Но поскольку в астрономии это уже давно устоявшаяся единица, я буду использовать ее и в дальнейшем.

На рис. 5б предыдущая картинка втиснута в квадрат по центру. Масштаб здесь уменьшен до 10 а. е., поэтому орбиты внутренних планет, включая Землю, уже неразличимы. Однако можно разглядеть орбиты планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона.

На рис. 5в мы видим дальнейшее уменьшение масштаба, до 100 а. е., и теперь уже предыдущая картинка оказывается в маленьком квадрате, через который проходит сильно вытянутая эксцентрическая орбита кометы, и комет таких много.

Очередное уменьшение масштаба на порядок – изображение 5 г. Светлое серое кольцо – внутренняя граница облака Оорта, скопления примерно триллиона комет (кометных ядер), окружающего Солнце и простирающегося далеко в межзвездное пространство.

Илл. 5. Масштабы Солнечной системы

Илл. 5 а. Орбиты внутренних планет – Меркурия, Венеры, Земли и Марса, пояс астероидов и орбита Юпитера.

Илл. 5 б. Масштаб уменьшается в десять раз, позволяя захватить более широкие орбиты всех газовых гигантов – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а также эллиптическую орбиту Плутона.

Илл. 5 в. С очередным уменьшением масштаба кометная орбита помещается в крошечную центральную рамку, и мы видим внутреннюю границу кометного облака Оорта.

Илл. 5 г. Следующее изменение масштаба. Теперь орбиты всех планет заключены в рамке на одном конце высокой эллиптической кометной орбиты.

Илл. 6. Облако Оорта

Схематическое изображение обширного сферического облака, состоящего примерно из триллиона комет, слабо связанных между собой притяжением Солнца (в центре). Облако было названо в честь голландского астронома Яна Оорта, который выдвинул гипотезу о существовании облака в 1950 г.

Здесь мы видим изображенное художником облако Оорта целиком. Масштаб – 100 000 а. е., у облака видна внешняя граница. Все планеты и известные нам кометы затмил огненный солнечный шар. И вот этот масштаб наконец дает возможность показать некоторые из соседних звезд. Итак, наш дом – крохотная и незначительная частица огромной совокупности миров, многие из которых намного меньше нашего, но есть и значительно превышающие его размерами. В общем и целом таких миров в солнечном семействе насчитывается, как я уже говорил, порядка триллиона, то есть 10?? – единицы с двенадцатью нулями, и один из этого триллиона миров – наша Земля. И наша звезда, разумеется, тоже лишь одна из огромного множества.

На следующем рисунке Томас Райт перескакивает через пару ступеней в градации, и мы видим сразу несколько систем с розетками кометных орбит. Он определенно понимал, что небо заполнено звездными системами, более или менее схожими с нашей, и в своей книге 1750 г. выразил это понимание так же наглядно, как и на рисунке, которым, кстати, впервые заявил, что видимые нами в ночном небе звезды – это часть звездного скопления, сейчас известного как галактика Млечный Путь, обладающего некой формой и неким центром.

Наша галактика состоит из огромного числа звезд. Оно не так велико, как число кометных ядер в окрестностях Солнца, однако и скромным его не назовешь. Это около 400 млрд звезд, одна из которых – Солнце.

Илл. 7. Райт. Другие системы

Райт вообразил нашу Солнечную систему одной из бесчисленного множества аналогичных систем Млечного Пути, каждая из которых, возможно, состоит из звезды, окруженной собственной свитой планет и комет.

Илл. 8. Звездное скопление Плеяды

В ярком свете звезд скопления видны разреженные остатки межзвездного облака, из которого они сформировались. Размер скопления, различимого невооруженным глазом в созвездии Телец, – около 15 световых лет в поперечнике.

Перед нами Плеяды – скопление молодых звезд, родившихся совсем недавно и потому еще не сбросивших пелену межзвездного газа и пыли.

А это одна из многочисленных туманностей – огромных газо-пылевых облаков. На переднем плане – не оставляющая у зрителя сомнений в сути снимка россыпь звезд, а за ней – пылающее красным облако межзвездного водорода. Темнота – это не отсутствие звезд, это заслоняющая звезды темная материя. Именно там, в плотной концентрации темного межзвездного вещества и зарождаются новые звезды и, как теперь выясняется, новые планетные системы.

Илл. 9. Туманность Ориона

Огромное облако светящегося межзвездного газа и светонепроницаемой пыли, в котором рождаются десятки новых звезд. Туманность удалена от нас на 1500 световых лет, ее размер – около 40 световых лет в поперечнике. Если посмотреть на созвездие Орион зимней ночью, эта звездная колыбель будет видна как расплывчатая центральная «звезда» на его мече.

Илл. 10. Туманность Эскимос

10 000 лет назад это газо-пылевое гало было частью центральной звезды. Стареющая звезда чередой вспышек вытеснила свои внешние слои в космос, формируя так называемую планетарную туманность. Аналогичная участь уготована со временем всем обычным звездам вроде Солнца.

Это фотография гибнущей звезды. В ходе своей эволюции, выбрасывая внешние слои вещества в межзвездное пространство, она окутала себя чем-то вроде кокона из расширяющегося газа, в основном водорода. Со звездами такое случается время от времени, возможно периодически, и это чревато серьезными проблемами для всех окружающих эту звезду планет. Для звезды, ненамного превышающей массой Солнце, такая перспектива вполне в порядке вещей.

А вот еще более опасное и драматичное событие. Перед нами туманность Вуаль. Это остаток взорвавшейся сверхновой звезды, уничтожившей своим взрывом любую жизнь на всех обращавшихся вокруг нее планетах. Даже у обычных звезд вроде Солнца в недавней истории найдутся события, сулящие крупные неприятности обитателям ближайших планет.

Где-то через пять-шесть-семь миллиардов лет Солнце, превратившись в красный гигант, поглотит орбиты Меркурия, Венеры и, возможно, Земли. Земля очутится внутри Солнца, и нынешние наши проблемы покажутся пустяками. С другой стороны, поскольку до этого события еще около 5 млрд лет, можно пока не волноваться, однако это нужно иметь в виду. Здесь есть о чем задуматься теологам.

Илл. 11. Туманность Вуаль