Самая глубокая тайна заключается в том, почему что-либо существует вообще. Что вдыхает жизнь в уравнения физики и воплощает их в реальном космосе? Подобные вопросы, впрочем, не относятся к области точных наук: привилегия их решения принадлежит философам и богословам. В науке же главная проблема — понять, как простое событие генезиса, которое можно описать несколькими словами, через 13 миллиардов лет привело к развитию того сложного космоса, частью которого мы являемся. Был ли этот результат «естественным», или же нам стоит удивиться случившемуся? Возможны ли другие вселенные? Сегодня ученые всерьез рассматривают такие вопросы, прежде относившиеся к области спекуляции. История космологии насчитывает тысячелетия, но никогда ранее она не продвигалась в концептуальном плане столь быстрыми темпами, как в начале двадцать первого века.

Солнце и небесные тела есть часть окружающей нас среды — нашей космической родины. Гении изобразительного искусства и мистицизма солидарны в этом с учеными. Тому можно найти бесчисленные свидетельства в произведениях искусства. Д. Г. Лоуренс писал: «Я — часть Солнца, как мой глаз — часть меня». «Звездная ночь» Ван Гога написана в том же духе, что и его пейзажи с полями кукурузы и подсолнухами.

Наука обладает свойством углублять наше чувство близости к неземному. На размерной шкале мы находимся между космосом и микромиром. Если массу Солнца измерить в человеческих телах, то их потребуется столько же, сколько атомов образует тело каждого из нас. Наше существование зависит от способности атомов слипаться и образовывать сложные молекулы, из которых состоят и все живые ткани. Что касается атомов кислорода и углерода, из которых состоят наши тела, то они появились на далеких планетах, живших и погибших миллиарды лет назад.

Технические достижения двадцатого века, в особенности последних десятилетий, помогли нам лучше понять нашу космическую родину. Космические исследовательские станции передали на Землю материалы фотосъемки всех планет нашей Солнечной системы: новые технологии позволили мировой общественности наблюдать захватывающее освоение космоса. Более миллиона посетителей Интернета практически в реальном времени увидели снимки кометы, упавшей на Юпитер; снимки эти были получены с Космического телескопа «Хаббл» (Hubble Space Telescope). В течение первого десятилетия двадцать первого века космические исследовательские станции прокатятся по поверхности Марса и даже облетят вокруг него; они приземлятся на Титане, самой гигантской из лун Сатурна; они соберут и доставят на Землю образцы почвы Марса.

Наша Вселенная простирается в миллионы раз дальше видимых нами самых отдаленных звезд — до тех галактик, свет которых доходит до Земли лишь через 10 миллиардов лет. Названия причудливых космических объектов: квазары, черные дыры и нейтронные звезды — вошли в общепринятую лексику, если не в общественное сознание. Мы узнали, что бóльшая часть материи космоса отнюдь не состоит из привычных для нас атомов: она образована загадочными темными частицами, или энергией, которая скрыта в пространстве. Теперь мы можем представить себе Землю в процессе эволюции, начавшейся задолго до появления нашей Солнечной системы — именно с того первичного события, положившего начало всему космосу, развившемуся из некоего микроскопического организма.

Более глубокое изучение природы пространства и времени может расширить наше понимание космоса и включить в него вселенные, существующие за пределами нашей. При этом могут появиться дополнительные пространственные измерения и иные понятия, настолько выходящие за пределы возможностей нашего разума, что мы с трудом сможем их понять, если сможем вообще. Более остального поражает тот факт, что эта затея вообще сдвинулась с места.

Общество воспринимает Альберта Эйнштейна не как целеустремленного и честолюбивого исследователя, каким он был в юности, но как доброго и немного неопрятного мудреца в бытность его в Принстоне в более поздние годы жизни. Чаще иных цитируют такой его афоризм: «Самое непостижимое из свойств Вселенной есть ее постижимость». В такие слова он облекал удивление тому, что законы физики, которые каким-то образом нам понятны, действуют не только на Земле, но и всюду, куда ни посмотреть. Наша Вселенная могла оказаться беспорядочным местом, где атомы и управляющие ими силы в пределах космоса отличались бы от тех, что мы можем изучить на Земле. Но атомы даже в самых далеких галактиках практически идентичны атомам, изучаемым в наших лабораториях. Если бы атомы не обладали таким многое упрощающим свойством, наш прогресс в понимании космоса был бы куда менее значительным.

Но как быть с множеством недоступных пониманию вещей? Самый обескураживающий вызов бросает нам биосфера с ее безмерной сложностью и разнообразием организмов, экосистем и разумов. Меня интересуют вопросы, которые я искренне считаю более простыми: определение основных законов, действующих в масштабе микромира атомов и макромира космоса, а также понимание того, как благодаря этому возникли планеты, звезды и галактики, что на определенном этапе развития привело к зарождению жизни.

В последние годы двадцатого столетия появилась новая область исследований: обнаружение планет у других звезд. Скоро картина ночного неба будет более занимательной. Звезды станут для нас не просто светящимися точками: у многих из них появится явная свита планет, главные свойства которых будут нам известны. Существуют ли на этих планетах разумные существа или хотя бы самые примитивные формы жизни?

Если инопланетяне реальны, и если нам удастся установить с ними контакт, что может стать нашей общей культурой? Ответ очевиден: наша космическая обитель. Несмотря на различия эволюции, инопланетяне все же могут состоять из атомов, управляемых теми же силами, что управляют и нами. Если бы у инопланетян были глаза, и небо в их мире было ясным, они бы увидели те же звезды и галактики, что и мы. Нас и их разделяли бы огромные пространственные и временные расстояния. Разумные инопланетяне уже, возможно, нашли ответ на вопросы: что предшествовало Большому взрыву? чем вызваны гравитация и масса? бесконечна ли Вселенная? каким образом атомы объединились — хотя бы на одной из планет вокруг одной из звезд — в существа, способные размышлять над подобными загадками? Такие вопросы до сих пор ставят всех нас в тупик. Вряд ли «конец науки» столь близок, судя по всему, мы только начали исследование космоса.

Для связи между космосом и микромиром необходим переворот. В двадцатом веке физическая наука ограничилась двумя крупными открытиями: теорией квантов (действующей во «внутреннем пространстве» атомов) и теорией относительности Эйнштейна, описывающей время, мировое пространство и гравитацию, но не затрагивающей квантовые эффекты. Структуры, созданные на основе этих открытий, доныне не имеют общих элементов. Пока не существует единой теории сил, управляющих одновременно космосом и микромиром, мы не сможем понять основ устройства нашей Вселенной: ведь эти свойства присущи ей с самого рождения, когда все было сжато настолько, что квантовые колебания могли бы потрясти целую Вселенную.

В поздние годы жизни Эйнштейн сосредоточил свое внимание на проблемах, которые, судя по всему, привлекут больший интерес в двадцать первом веке, нежели в двадцатом. Последние тридцать лет жизни он потратил на бесплодные (и, как показало время, преждевременные) поиски единой физической теории. Появится ли такая теория — сочетающая теорию гравитации с квантовым принципом и преобразующая наше представление о пространстве и времени — в ближайшие десятилетия?

Разумно ставить на концепцию, называемую «теория суперструн», или М-теория, в которой каждая точка пространства в действительности является плотно сплетенным узором в шести дополнительных измерениях, настолько скрученным, что размер его, возможно, в миллиарды миллиардов раз меньше ядра атома, а частицы представлены вибрирующими петлями «струны». Эту сложную математическую теорию и то, что на сегодняшний день мы можем измерить, разделяет пропасть. Однако сторонники этой теории убеждены в том, что теория струн имеет под собой реальные основания, и ее нужно рассматривать всерьез.

Вселенная, благосклонная к жизни, — можно назвать ее биофиличной — должна во многом быть особенной. Предпосылки любой жизни — долговечных стабильных звезд, периодической таблицы атомов со сложной химией и т.д. — подчиняются законам физики и не могли возникнуть после Большого взрыва с каким-то иным составом. Многие составы ведут к образованию мертвых вселенных, где нет атомов, химических элементов и планет; или вселенных, слишком кратковременных или пустых для возможности развития в них чего-либо, кроме стерильной однородности. Такой особый состав кажется мне глобальной тайной, которую не стоит отметать как грубый факт.

Разгадка нами этой тайны будет зависеть от ответа на другой вопрос Эйнштейна: «Мог ли Бог создать этот мир иным?». Наша Вселенная, наряду с действующими в ней законами физики, может оказаться уникальным следствием фундаментальной теории — иными словами, для Вселенной природа могла предусмотреть только один «рецепт». Или же, основополагающие законы могли допускать множество сочетаний, ведущих к появлению различных вселенных, и такие вселенные действительно могут существовать.

Мы не знаем, какой из этих вариантов главенствует. Ответ сможет дать лишь успешная фундаментальная теория, а предсказывать его было бы необоснованно самоуверенным. Однако в этой книге рассматриваются захватывающие последствия утвердительного ответа на вопрос Эйнштейна, сформулированного в заголовке пролога: да, у Бога действительно был выбор. Сущее, обычно называемое Вселенной, — вся область, изучаемая астрономами, или последствия «нашего» Большого взрыва, — здесь рассматривается как один небольшой элемент или атом, из бесконечного, весьма разнообразного ансамбля. В этом «мультиверсе» действует некоторая совокупность фундаментальных законов, а так называемые законы природы — не более чем принципы местного действия, результат исторических случайностей, произошедших в первые мгновения после нашего Большого взрыва.

В этой книге я доказываю, что концепция мультиверса уже является частью эмпирической науки: возможно, у нас уже есть свидетельства существования других вселенных, из чего мы могли бы сделать некоторые выводы как в отношении самих вселенных, так и «рецептов», приведших к их появлению. В бесконечном ансамбле существование некоторых вселенных, не создающих преград для жизни в них, не вызывает удивления; в этом случае наша собственная космическая обитель просто относится к этому необычному подмножеству. А вся наша Вселенная — это плодородный оазис в мультиверсе.