Заметки о странной литературе. База. Ч. VIII

Глава 1. Истоки и философские основания: от античной мысли до формализма общей теории относительности

Идея множественности миров, скрытых от нашего непосредственного восприятия, уходит корнями в античную натурфилософию. Уже в V веке до н. э. атомисты Левкипп и Демокрит, а затем Эпикур и его римский последователь Тит Лукреций Кар в поэме «De rerum natura» («О природе вещей»), выдвинули концепцию бесконечной Вселенной, состоящей из пустоты и неделимых частиц — атомов. Из этого следовал вывод о существовании бесчисленных миров, подобных нашему или отличных от него, которые рождаются и гибнут в бесконечном пространстве. Эта ранняя форма «мультиверса» была, по сути, метафизическим постулатом, основанным на принципе изономии (равновероятности): если атомы бесконечны, то и комбинации их должны повторяться бесконечное число раз. Данная идея заложила философский фундамент для будущих представлений о том, что наша наблюдаемая Вселенная может быть не единственной.

Корни концепции чёрных дыр также прослеживаются вглубь веков, однако её научная предыстория начинается в эпоху Просвещения, когда ньютоновская механика и корпускулярная теория света позволили сформулировать идею «тёмной звезды». Английский священник и естествоиспытатель Джон Мичелл (John Michell) в 1783 году в работе «On the Means of Discovering the Distance, Magnitude, &c. of the Fixed Stars» («О способах определения расстояния, величины и прочего у неподвижных звёзд»), представленной Лондонскому королевскому обществу, высказал мысль о том, что если звезда будет достаточно массивной и компактной, то её гравитационное притяжение окажется настолько сильным, что даже световые корпускулы не смогут её покинуть, и такая звезда будет невидима для удалённого наблюдателя. Независимо от Мичелла, Пьер-Симон Лаплас (Pierre-Simon Laplace) в первом издании своего трактата «Exposition du Système du Monde» («Изложение системы мира», 1796 год) привёл аналогичные расчёты для тела с плотностью Земли и диаметром в 250 солнечных, заключив, что «самые крупные светящиеся космические тела могут быть для нас в принципе невидимы». Важно отметить, что эти ранние спекуляции были основаны на корпускулярной теории света и ньютоновской гравитации; после утверждения волновой теории света в XIX веке они были надолго забыты как физический курьёз, чтобы возродиться уже в совершенно ином теоретическом контексте.

Метафизическая подоплёка этих ранних идей заключалась в том, что видимая Вселенная могла быть лишь частью более обширной, скрытой от глаз реальности. Эта мысль подрывала наивный реализм, согласно которому наблюдаемый мир исчерпывает собой всё сущее. Философски это перекликалось с кантианским различением «вещей-для-нас» (феноменов) и «вещей-в-себе» (ноуменов), где ноуменальная реальность может быть принципиально недоступна чувственному созерцанию, но постижима разумом. Именно этот интеллектуальный импульс — стремление заглянуть за завесу видимого — станет движущей силой для всех трёх концепций, рассматриваемых в данной работе.

Решающий поворот произошёл с созданием Альбертом Эйнштейном (Albert Einstein) общей теории относительности (ОТО), основные уравнения которой были представлены в 1915 году в работе «Die Feldgleichungen der Gravitation» («Уравнения гравитационного поля»). ОТО радикально изменила метафизику пространства и времени, превратив их из пассивного вместилища материи в динамическую субстанцию — пространственно-временной континуум, искривляемый массой и энергией. Это открыло путь к математическому описанию объектов и структур, немыслимых в рамках ньютоновской парадигмы.

Первым и наиболее прямым следствием ОТО стало переоткрытие чёрных дыр на новом, релятивистском фундаменте. Уже в 1916 году, всего через несколько месяцев после публикации Эйнштейна, немецкий астроном Карл Шварцшильд (Karl Schwarzschild), находясь на фронте Первой мировой войны, нашёл первое точное решение уравнений поля для случая сферически-симметричного невращающегося тела. Его работа «Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie» («О гравитационном поле точечной массы в теории Эйнштейна»), опубликованная в том же году, содержала математическое описание горизонта событий — сферы с радиусом, получившим впоследствии название радиуса Шварцшильда (r_s = 2GM/c²). С точки зрения метафизики, решение Шварцшильда впервые с математической строгостью продемонстрировало, что пространство-время может обладать областью, причинно отрезанной от внешнего наблюдателя: информация и материя могут войти внутрь, но ничто не может выйти наружу. Это была радикальная реализация идеи «ноуменального» объекта, о котором можно судить лишь по его гравитационному воздействию на окружение, но который сам по себе остаётся принципиально ненаблюдаемым. Однако и сам Шварцшильд, и физическое сообщество того времени рассматривали эту математическую особенность скорее как формальный артефакт, нежели как описание реального астрофизического объекта. Лишь значительно позже, в 1939 году, Дж. Роберт Оппенгеймер (J. Robert Oppenheimer) и Хартланд Снайдер (Hartland Snyder) в работе «On Continued Gravitational Contraction» («О непрерывном гравитационном сжатии») показали, что коллапс массивной звезды может привести к образованию горизонта событий, окончательно утвердив физическую реальность чёрных дыр в рамках ОТО.

Параллельно с развитием теории гравитации происходила революция в физике микромира, которая привела к появлению концепции антивселенной. В 1928 году Поль Адриен Морис Дирак (Paul Adrien Maurice Dirac) опубликовал работу «The Quantum Theory of the Electron» («Квантовая теория электрона»), в которой вывел релятивистское волновое уравнение для электрона, ныне известное как уравнение Дирака. Это уравнение предсказывало существование состояний с отрицательной энергией, что первоначально представляло теоретическую трудность. Дирак интерпретировал эти состояния как заполненный «море» электронов, а «дырку» в этом море — как частицу с положительным зарядом, которую он первоначально отождествил с протоном. Однако в 1931 году в работе «Quantised Singularities in the Electromagnetic Field» («Квантованные сингулярности в электромагнитном поле») он предположил существование антиэлектрона — частицы с массой электрона, но противоположным зарядом. Экспериментальное открытие позитрона Карлом Андерсоном (Carl Anderson) в 1932 году блестяще подтвердило эту гипотезу, а в 1933 году, в своей Нобелевской лекции «Theory of Electrons and Positrons» («Теория электронов и позитронов»), Дирак уже прямо высказал гипотезу о возможном существовании целых миров из антивещества: «Если мы принимаем точку зрения о полной симметрии между положительными и отрицательными зарядами, мы должны рассматривать вопрос о том, существуют ли где-либо в природе звёзды, состоящие в основном из антипротонов и антинейтронов». Этот шаг имел колоссальное метафизическое значение: фундаментальная симметрия законов природы, казалось, требовала равноправия вещества и антивещества не только на уровне элементарных частиц, но и в космологических масштабах. Так родилась концепция антимира — гипотетического космического объекта (звезды, галактики или даже целой вселенной), состоящего из антивещества и, возможно, обладающего собственным «антивременем» и «антипространством».

Наконец, в том же 1935 году, который можно считать annus mirabilis для всех трёх концепций, Альберт Эйнштейн и Натан Розен (Nathan Rosen) опубликовали работу «The Particle Problem in the General Theory of Relativity» («Проблема частицы в общей теории относительности»). В ней, стремясь построить свободную от сингулярностей модель элементарной частицы на основе уравнений ОТО, они ввели понятие «моста» (Einstein–Rosen bridge) — структуры, соединяющей две различные области пространства-времени, или даже две отдельные вселенные. Суть этой конструкции заключалась в том, что математическое решение уравнений поля, описывающее чёрную дыру, может быть продолжено за горизонт событий в другую, асимптотически плоскую область пространства-времени. Таким образом, то, что представлялось сингулярностью в координатах Шварцшильда, оказывалось горловиной, связующей два «листа» реальности. Метафизически эта идея была ошеломляющей: она не только предполагала существование иных вселенных, но и указывала на потенциальную возможность связи между ними. Сам Эйнштейн и Розен, впрочем, использовали эту конструкцию скорее как математический инструмент для устранения точечных сингулярностей в теории, нежели как предсказание реальных астрофизических туннелей. Тем не менее, работа заложила формальный фундамент для будущей концепции кротовых нор, которую позже, в 1957 году, разовьёт и окрестит термином «wormhole» Джон Арчибальд Уилер (John Archibald Wheeler).

Таким образом, к концу 1930-х годов в теоретической физике оформились три великие идеи, каждая из которых по-своему бросала вызов устоявшимся представлениям о реальности. Чёрные дыры, возрождённые ОТО, демонстрировали существование областей пространства-времени, причинно изолированных от внешнего мира. Антимиры, порождённые квантовой теорией поля, утверждали космическую симметрию вещества и антивещества. Кротовые норы (пока в форме мостов Эйнштейна–Розена) обещали связь между, казалось бы, несвязанными областями мироздания. Их общей философской основой служил переход от аристотелевской картины уютного, конечного и иерархически упорядоченного космоса к образу Вселенной, управляемой математическими законами, которые допускают — и даже требуют — существования объектов и целых миров, лежащих за гранью возможного опыта. 

Глава 2. Конкуренция идей и становление теорий (1940-е – 1980-е годы)

Идея о космологической симметрии вещества и антивещества получила наиболее полное выражение в трудах Ханнеса Альфвена и Оскара Клейна. В 1966 году Альфвен опубликовал книгу «Worlds-Antiworlds: Antimatter in Cosmology» («Миры-антимиры: антиматерия в космологии»), где изложил основы того, что позже стало известно как космология Альфвена-Клейна. Ключевой постулат этой теории заключался в том, что во Вселенной на самых больших масштабах существуют равные количества вещества и антивещества, а расширение наблюдаемой Вселенной объясняется не гипотетическим Большим взрывом, а аннигиляцией вещества и антивещества, которые были разделены электромагнитными полями в первичной плазме. Эта модель бросала вызов набиравшей силу теории горячей Вселенной, предлагая альтернативный, вечный и бесконечный космос.

Однако решающий удар по идее глобальной симметрии вещества и антивещества был нанесен с совершенно иных позиций. В 1967 году Андрей Дмитриевич Сахаров в работе «Нарушение СР-инвариантности. С-асимметрия и барионная асимметрия Вселенной» (опубликована в «Письмах в ЖЭТФ») не просто констатировал наблюдаемый факт отсутствия антивещества, но и сформулировал условия, необходимые для возникновения подобной асимметрии в ходе эволюции Вселенной. Сахаров указал три необходимых условия: несохранение барионного числа, нарушение С- и СР-симметрии, а также отклонение от термодинамического равновесия на ранних стадиях расширения. Это была поистине революционная работа. Если теории Альфвена и Клейна исходили из философской предпосылки о фундаментальной симметрии мира, требующей равноправия вещества и антивещества, то Сахаров, напротив, возвел наблюдаемую асимметрию в ранг фундаментальной проблемы, требующей динамического объяснения. Критика симметричных моделей, таким образом, исходила не столько от конкретных оппонентов, сколько от самой логики развития науки, которая сочла условия Сахарова более убедительной исследовательской программой, нежели поиск гипотетических островов антивещества. Последователи же Сахарова, такие как Вадим Кузьмин и Валерий Рубаков, в 1970-х и 1980-х годах развили его идеи, встроив механизмы генерации барионной асимметрии в конкретные модели физики элементарных частиц, в частности в теорию великого объединения, что окончательно закрепило за моделью асимметричной Вселенной статус ортодоксии.

Параллельно с этими космологическими баталиями происходило становление теории черных дыр как полноценной области астрофизики. Ключевую роль здесь сыграл Джон Арчибальд Уилер. Именно он на конференции в 1967 году ввел в широкий научный обиход сам термин «черная дыра» (black hole), заменив им громоздкие описательные конструкции вроде «коллапсирующая звезда» или «гравитационная могила». Этот акт именования имел глубокое значение: он превратил абстрактную математическую конструкцию в интуитивно понятный, хотя и парадоксальный физический объект, который можно и нужно искать во Вселенной. Теоретический фундамент под это название был подведен ранее, в 1963 году, когда новозеландский математик Рой Керр нашел решение уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры. Это решение (метрика Керра) стало решающим шагом к реалистичности, ибо все известные астрономические объекты вращаются. Керр показал, что сингулярность в центре такой дыры имеет форму не точки, а кольца.

Вслед за этим последовала серия фундаментальных теорем, превративших черные дыры из математического курьеза в объект со строгими физическими законами. В 1965 году Роджер Пенроуз опубликовал работу «Gravitational Collapse and Space-Time Singularities» («Гравитационный коллапс и пространственно-временные сингулярности»), в которой доказал, что образование сингулярности в процессе гравитационного коллапса является неизбежным и родовым свойством общей теории относительности, а не артефактом идеализированных моделей. Это положило начало глобальному анализу структуры пространства-времени. Затем, в конце 1960-х — начале 1970-х годов, усилиями Уилера, Вернера Израэля, Брэндона Картера и других была доказана знаменитая теорема об «отсутствии волос» (no-hair theorem). Согласно ей, стационарная черная дыра полностью и исчерпывающе характеризуется всего тремя параметрами: массой, моментом вращения и электрическим зарядом, и не несет никакой информации о том, какие объекты в нее упали. Эта удивительная простота и «лысость» черных дыр породила глубокий философский вопрос о судьбе информации, которая станет центральным в следующем периоде.

В Советском Союзе также кипела работа. Яков Борисович Зельдович и Игорь Дмитриевич Новиков внесли огромный вклад в становление релятивистской астрофизики. В 1964 году Новиков выдвинул гипотезу «белых дыр» — гипотетических объектов, из которых вещество и свет могут только выходить, являя собой обращенную во времени черную дыру. Вместе с Зельдовичем они не только детально разрабатывали теорию внутреннего строения черных дыр, но и, что крайне важно, указали на их возможные астрофизические проявления. В частности, они предсказали, что черные дыры могут быть мощными источниками рентгеновского излучения в тесных двойных системах, закладывая основы методологии их поиска. Именно такой подход — сочетание абстрактной теории с программой наблюдательного поиска — превратил черные дыры из спекулятивных объектов в реальные цели для астрономии.

Подлинную революцию в нашем понимании черных дыр произвел в 1974 году Стивен Хокинг. В своей работе «Black Hole Explosions?» («Взрывы черных дыр?»), опубликованной в журнале Nature, он применил методы квантовой теории поля к пространству-времени черной дыры и пришел к поразительному выводу: черные дыры не являются абсолютно черными. Из-за квантовых эффектов вблизи горизонта событий они должны испускать частицы, как если бы были нагретым телом. Это явление, позже названное излучением Хокинга, означало, что черные дыры обладают энтропией и температурой и могут постепенно испаряться, вплоть до полного исчезновения. С метафизической точки зрения это открытие соединило три фундаментальных столпа физики — общую теорию относительности, квантовую механику и термодинамику — в одном объекте. Черная дыра перестала быть просто «гравитационной могилой» и стала динамической, термодинамической системой.

Критика идей Хокинга была столь же фундаментальной, сколь и его открытие. Многие физики, включая Джона Уилера и Кипа Торна, первоначально отнеслись к идее с недоверием, так как она, казалось, нарушала базовый принцип, согласно которому ничто не может покинуть черную дыру. Хокинг в ответ уточнял, что излучение рождается не внутри горизонта, а вблизи него, и представляет собой квантовый туннельный эффект. Однако самый глубокий парадокс был сформулирован самим Хокингом в 1976 году: если черная дыра испаряется полностью, то информация о веществе, упавшем в нее, оказывается безвозвратно утерянной. Это противоречило фундаментальному принципу квантовой механики — унитарности, требующей сохранения информации. Так возник «информационный парадокс», который вызвал многолетнюю полемику. Главным оппонентом Хокинга в этом вопросе выступил в 1990-х годах Леонард Сасскинд, утверждавший, что информация должна каким-то образом сохраняться и возвращаться с излучением. Сам Хокинг долгое время придерживался мнения, что информация теряется, пока в 2004 году не изменил свою точку зрения, признав правоту Сасскинда. Последователями идей Хокинга о термодинамике черных дыр стали практически все современные физики-теоретики; его работа 1974 года положила начало целому направлению — квантовой гравитации, а термодинамика черных дыр ныне является неотъемлемой частью любой теории, претендующей на объединение квантовой механики и ОТО.

Наконец, в этот же период теория кротовых нор претерпела важнейшую трансформацию, превратившись из статичного «моста» в потенциально проходимый туннель. Отправной точкой для всей современной науки о кротовых норах стала работа Джона Уилера 1955 года «Geons», где он впервые использовал термин «wormhole» для описания квантово-механических флуктуаций пространства-времени, соединяющих различные области. Однако в полной мере гипотеза о макроскопических проходимых кротовых норах оформилась лишь в 1988 году, когда Кип Торн и его аспирант Майкл Моррис опубликовали в American Journal of Physics статью «Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity» («Кротовые норы в пространстве-времени и их использование для межзвездных путешествий: инструмент для преподавания общей теории относительности»). Торн и Моррис поставили вопрос: что требуется для того, чтобы гипотетическая высокоразвитая цивилизация могла построить и поддерживать кротовую нору, через которую мог бы безопасно пройти человек? Ответ, который они математически строго вывели из уравнений Эйнштейна, оказался неутешительным: для удержания горловины такой норы от гравитационного коллапса требуется «экзотическая материя», обладающая отрицательной средней плотностью энергии, то есть материя, которая «весит» меньше, чем вакуум. Такая материя не запрещена фундаментально, так как известны квантовые эффекты (например, эффект Казимира), порождающие локальные области с отрицательной энергией. Однако ее существование в макроскопических количествах и стабильном состоянии является скорее исключением, чем правилом.

Практически одновременно с публикацией статьи Торна и Морриса последовала и фундаментальная критика самой возможности существования проходимых кротовых нор. Основной удар наносился по необходимости экзотической материи. Многие физики указывали, что все известные формы материи удовлетворяют «энергетическим условиям», которые как раз и запрещают существование стабильных кротовых нор. Торн и Моррис в своем ответе подчеркивали, что их работа не является предсказанием естественного существования кротовых нор, а представляет собой исследование вопроса о том, «что именно законы физики разрешают делать сверхцивилизации для их создания», и что сама квантовая теория поля дает примеры нарушения энергетических условий. Последователями этого направления стали многие физики, увлеченные возможностью межзвездных путешествий и путешествий во времени. В частности, Мэтт Виссер в 1989 году предложил модель кротовой норы с «тонкими стенками», где экзотическая материя сосредоточена лишь на ребрах кубической горловины, минимизируя контакт с ней путешественника. Кип Торн и его группа, а затем и Игорь Новиков, глубоко исследовали связь между кротовыми норами и возможностью создания машины времени, породив новую волну дискуссий о защищенности хронологии и принципе самосогласованности Новикова. 

Глава 3. Эра наблюдений и квантового синтеза (1990-е — 2020-е годы)

Центральным событием этого периода для теории чёрных дыр стало прямое экспериментальное обнаружение гравитационных волн. После десятилетий разработки и совершенствования лазерно-интерферометрических детекторов коллаборация LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) 14 сентября 2015 года зарегистрировала сигнал, получивший обозначение GW150914. Официальное объявление об открытии было сделано 11 февраля 2016 года в статье «Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger» («Наблюдение гравитационных волн от слияния двойной системы чёрных дыр»), опубликованной в журнале Physical Review Letters. Сигнал представлял собой характерную картину нарастания частоты и амплитуды, известную как «чирп», за которой следовало быстрое затухание — «рингдаун». Форма сигнала в точности совпадала с предсказаниями общей теории относительности для финальных стадий сближения и слияния двух чёрных дыр массами примерно в 36 и 29 масс Солнца, в результате которого образовалась вращающаяся чёрная дыра массой около 62 солнечных масс, а энергия, эквивалентная трём солнечным массам, была излучена в виде гравитационных волн за доли секунды. Это открытие имело эпохальное значение: оно не только стало первым прямым детектированием гравитационных волн, предсказанных Эйнштейном столетием ранее, но и представило окончательное и неопровержимое доказательство существования астрофизических чёрных дыр звёздных масс. Второе событие, GW151226, было зарегистрировано 26 декабря 2015 года, а его публикация состоялась 15 июня 2016 года, подтвердив, что подобные слияния не являются исключительной редкостью. Руководитель московской группы LIGO Валерий Митрофанов тогда подчеркнул: «Второе детектирование гравитационных волн от сливающихся чёрных дыр детекторами LIGO очень важно. Фундамент для создания гравитационно-волновой астрономии становится крепче и надёжнее», а его коллега Сергей Вятчанин добавил: «Гравитационные волны — эти летящие кусочки кривизны пространства-времени — из экзотики стали источником новой информации о Вселенной и открыли эру гравитационной астрономии».

Дальнейший прогресс наблюдательной астрофизики чёрных дыр был ознаменован проектом «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope, EHT), который объединил сеть радиотелескопов по всему миру в единый интерферометр со сверхдлинной базой, чтобы достичь углового разрешения, достаточного для прямой визуализации горизонта событий сверхмассивной чёрной дыры. 10 апреля 2019 года коллаборация EHT опубликовала первое в истории изображение тени чёрной дыры в центре галактики M87 в серии статей в журнале The Astrophysical Journal Letters. На снимке отчётливо видно яркое кольцо фотонов, искривлённых гравитационным полем, окружающее тёмную центральную область — тень чёрной дыры, форма и размер которой в точности соответствовали предсказаниям ОТО для чёрной дыры Керра с массой около 6,5 миллиардов солнечных. Этот визуальный образ стал иконой современной науки и окончательно утвердил статус чёрных дыр как непосредственно наблюдаемых объектов, а не только теоретических конструкций.

Одновременно с экспериментальным триумфом в области теории чёрных дыр развернулась драматическая интеллектуальная битва, известная как «война за чёрные дыры» (Black Hole War). В центре этой полемики стоял информационный парадокс. Стивен Хокинг в 1975 году показал, что квантовые эффекты заставляют чёрную дыру излучать, а в 1976 году сформулировал парадокс: если чёрная дыра испаряется полностью, то информация о веществе, упавшем в неё, исчезает безвозвратно, что нарушает фундаментальный принцип квантовой механики — унитарность эволюции. В середине 1990-х годов Леонард Сасскинд, используя идеи теории струн и голографический принцип, выступил с утверждением, что информация не теряется, а каким-то образом сохраняется на горизонте событий и возвращается в излучении Хокинга. Эта полемика, в которую оказались вовлечены многие ведущие физики-теоретики, включая Герарда 'т Хоофта, Джона Прескилла и других, стала одной из центральных тем теоретической физики на рубеже веков. Сам Сасскинд подробно описал эту борьбу в книге «The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics» («Битва за чёрную дыру: Моё сражение со Стивеном Хокингом за то, чтобы сделать мир безопасным для квантовой механики»), опубликованной в 2008 году. В ней он сформулировал своё кредо: «Я верю, что чёрные дыры не уничтожают информацию, как долгое время утверждал Хокинг, и причина в том, что сильные гравитационные эффекты подрывают утверждение о независимости степеней свободы внутри и снаружи чёрной дыры». Кульминацией этого противостояния стало историческое пари 1997 года между Хокингом и Кипом Торном, с одной стороны, и Джоном Прескиллом — с другой, которое сам Хокинг разрешил в 2004 году, признав правоту Прескилла и Сасскинда и объявив, что информация действительно сохраняется и возвращается. Этот момент ознаменовал важнейший сдвиг в понимании квантовой природы гравитации.

Дальнейшее развитие событий показало, что проблема далека от окончательного разрешения. В 2012 году группа физиков во главе с Ахмедом Алмхейри, Дональдом Марольфом, Джеймсом Салли и Джозефом Полчински сформулировала парадокс файрвола, или брандмауэра. Их статья «Black Holes: Complementarity or Firewalls?» («Чёрные дыры: дополнительность или брандмауэры?») показала, что попытка одновременно сохранить унитарность, принцип эквивалентности Эйнштейна и локальность квантовой теории поля приводит к неизбежному противоречию. Авторы указали, что если информация покидает чёрную дыру через излучение, то запутанность между излучением и горизонтом должна нарушаться, что приводит к возникновению высокоэнергетической стены, «файрвола», на горизонте событий. Это, в свою очередь, противоречит принципу эквивалентности, согласно которому свободно падающий наблюдатель не должен замечать ничего особенного при пересечении горизонта. Этот парадокс вызвал взрывной рост публикаций и породил множество предложений по его разрешению. Одним из наиболее влиятельных стал голографический принцип, наиболее полно реализованный в рамках соответствия AdS/CFT (анти-де Ситтер / конформная теория поля), предложенного Хуаном Малдасеной в 1997 году. Согласно этому подходу, гравитационная физика в объёме пространства-времени полностью эквивалентна квантовой теории поля на его границе. Поскольку эволюция в квантовой теории поля всегда унитарна, информация в процессе испарения чёрной дыры не может теряться. В 2015 году Хокинг совместно с Эндрю Строминджером и Малкольмом Перри предложил идею «мягких волос» (soft hair) — новых сохраняющихся величин на горизонте, которые могут служить носителями информации. Их статья «Soft Hair on Black Holes» появилась в начале января 2016 года, а 6 июня того же года была опубликована в Physical Review Letters. Хотя сама по себе эта работа не содержала упоминаний об альтернативных вселенных, в августе 2015 года в своей лекции Хокинг высказал гипотезу о том, что чёрные дыры могут служить порталами в другие вселенные, что породило новую волну обсуждений. Таким образом, к концу 2010-х годов чёрные дыры, получив статус наблюдаемых объектов, превратились в центральную лабораторию для поисков квантовой теории гравитации, а информационный парадокс остаётся движущей силой теоретических исследований.

В области кротовых нор период с 1990-х годов ознаменовался переходом от классических моделей, требующих экзотической материи, к квантовым и голографическим конструкциям. После выхода статьи Торна и Морриса в 1988 году дискуссия о проходимых кротовых норах сосредоточилась на проблеме нарушения энергетических условий. В 1990-х годах Мэтт Виссер и Дэвид Хохберг детально исследовали квантовые ограничения на существование кротовых нор и показали, что квантовые эффекты, такие как поляризация вакуума в искривлённом пространстве-времени, действительно могут порождать локальные области с отрицательной плотностью энергии, но лишь в микроскопических масштабах. В конце 1990-х и в 2000-е годы значительный импульс развитию темы придало открытие ускоренного расширения Вселенной, интерпретированного как проявление тёмной энергии. Поскольку тёмная энергия обладает отрицательным давлением, она оказалась кандидатом на роль той самой экзотической материи, которая теоретически могла бы поддерживать горловину кротовой норы открытой. Однако расчёты показали, что её плотность слишком мала для создания стабильных макроскопических туннелей.

Подлинный прорыв произошёл в начале 2020-х годов, когда развитие квантовых вычислений и идей квантовой гравитации позволило физикам осуществить то, что ещё недавно казалось чистой фантазией: лабораторное моделирование кротовой норы на квантовом компьютере. Группа учёных из Калифорнийского технологического института в 2022 году опубликовала в журнале Nature статью, в которой описан эксперимент по симуляции динамики проходимой кротовой норы на квантовом процессоре Google Sycamore. Ключевым инсайтом стало теоретическое открытие того, что гравитационное описание прохождения сигнала через кротовую нору математически эквивалентно процессу квантовой телепортации. В эксперименте учёные поместили кубит закодированной информации в специальную квантовую систему и затем наблюдали, как информация передаётся через вторую систему. Несмотря на то, что системы не были физически связаны, информация передалась благодаря феномену квантовой запутанности, причём динамика процесса в точности соответствовала той, которую можно было бы ожидать от сигнала, проходящего сквозь кротовую нору: «Мы нашли квантовую систему, которая демонстрирует ключевые свойства гравитационной червоточины, но при этом достаточно мала для реализации на современном квантовом оборудовании». В эксперименте использовался компьютеризированный эквивалент отрицательной энергии — гипотетический вид энергии с отрицательной массой, что соответствует предсказаниям для реальной кротовой норы. Это исследование не создало реальную кротовую нору в пространстве-времени, но оно убедительно продемонстрировало, что квантовая запутанность и кротовые норы могут быть двумя сторонами одной медали, описывая один и тот же физический феномен на разных языках — гравитационном и квантовом.

Последователями этого направления стали многие физики, работающие на стыке квантовой информации и квантовой гравитации. Дальнейшие эксперименты, проведённые в 2023-2024 годах, включали попытки моделирования более сложных топологий и даже подобий «путешествий во времени» на квантовых компьютерах, хотя интерпретация этих результатов остаётся предметом острых дискуссий. В целом, к середине 2020-х годов кротовые норы из математической абстракции превратились в мощную концептуальную метафору, связывающую квантовую информацию с геометрией пространства-времени, а их лабораторное моделирование стало одним из самых захватывающих направлений на переднем крае фундаментальной физики.

Что касается проблемы антивещества и антивселенной, то здесь развитие шло по двум основным направлениям: экспериментальному поиску следов первичного антивещества в космосе и теоретическому совершенствованию моделей бариогенезиса, объясняющих наблюдаемую асимметрию. В 1990-е и 2000-е годы эксперименты на ускорителях, в частности на Теватроне и Большом электрон-позитронном коллайдере, позволили детально изучить свойства античастиц и подтвердить, что СР-симметрия действительно нарушается, хотя и в недостаточной степени для объяснения космологической асимметрии в рамках Стандартной модели. Это дало мощный стимул для развития моделей бариогенезиса за пределами Стандартной модели. Как отмечается в современной литературе, «Минимальная стандартная модель физики частиц потенциально содержит все эти ингредиенты. Однако, оказывается, что невозможно создать наблюдаемую асимметрию между материей и антиматерией в рамках этой модели, так как значения параметров Стандартной модели приводят к слишком низкой величине барионной асимметрии Вселенной. Это является явным указанием на физику вне Минимальной Стандартной модели».

Среди наиболее перспективных направлений выделяются лептогенезис, предложенный Масатакой Фукугитой и Цутому Янагидой в 1986 году, связывающий барионную асимметрию с нарушением CP-инвариантности в секторе нейтрино и распадами тяжёлых стерильных нейтрино; бариогенезис в теориях великого объединения через распады сверхтяжёлых частиц; электрослабый бариогенезис, основанный на фазовых переходах в ранней Вселенной; а также экзотические модели, использующие испарение первичных чёрных дыр, эффекты в моделях с дополнительными измерениями пространства и даже гипотетические взаимодействия с тёмной материей. Общим для всех этих подходов является признание условий Сахарова, сформулированных в 1967 году, в качестве необходимых критериев, которым должна удовлетворять любая успешная теория: несохранение барионного числа, нарушение C- и CP-симметрий и отклонение от термодинамического равновесия в ранней Вселенной.

Параллельно с этим не прекращались и попытки обнаружить остатки первичного антивещества в современной Вселенной. Значительные усилия были направлены на поиск антиядер в космических лучах с помощью магнитного альфа-спектрометра AMS-02, установленного на Международной космической станции в 2011 году. За годы работы AMS-02 зафиксировал несколько событий, интерпретированных как ядра антигелия, что вызвало большой интерес научного сообщества. Происхождение этих антиядер остаётся предметом дискуссий: согласно одной из гипотез, они могли быть выброшены целыми звёздами, состоящими из антивещества. В 2021 году появились работы, указывающие на обнаружение возможных кандидатов в «антизвёзды». Группа астрономов под руководством Симона Дюпорка (Simon Dupourqué) проанализировала данные космического гамма-телескопа Fermi, рассмотрела около 5800 источников гамма-излучения и у 14 из них обнаружила избыток гамма-фотонов в той области энергий, которая может указывать на аннигиляцию антивещества. Результаты были опубликованы в журнале Physical Review D в 2021 году. Опираясь на эти данные, авторы оценили возможное количество антизвёзд в Млечном Пути: если они существуют в плоскости Галактики, то на 400 тысяч обычных звёзд может приходиться одна антизвезда; если же они распределены в гало, их доля может быть значительно выше — вплоть до одной на десять звёзд. Независимые исследования указывают на то, что доля антизвёзд в окрестностях Солнца не превышает 4×10⁻⁵ от числа обычных звёзд, но для компактных объектов ограничения слабее — их доля может составлять несколько процентов.

Однако следует подчеркнуть, что эти результаты пока не являются общепризнанными доказательствами; астрономам ещё предстоит надёжно подтвердить, что зарегистрированные гамма-лучи не порождены иными астрофизическими процессами. Тем не менее, сама возможность существования островов антивещества продолжает стимулировать как наблюдательные, так и теоретические исследования. Метафизически это означает, что идея Дирака о симметрии вселенной, высказанная почти столетие назад, продолжает жить, пусть и в более скромной, локальной форме: не как глобальная антивселенная, а как локальные острова антивещества, которые могли уцелеть после эпохи бариогенезиса. Успехи наблюдательной космологии, и в особенности точные измерения анизотропии космического микроволнового фона спутником «Планк», наложили жёсткие ограничения на долю антивещества в наблюдаемой Вселенной: параметр плотности барионов ΩBh² ограничен в диапазоне 0,02149–0,02397, что в сочетании с теорией первичного нуклеосинтеза однозначно указывает на то, что наблюдаемая Вселенная состоит почти исключительно из вещества, а необходимая величина барионной асимметрии составляет nB ≈ 10⁻¹⁰. Это означает, что если антивещество и существует в значительных количествах, оно должно быть скрыто в областях, причинно не связанных с нашей, либо его следы слишком слабы для обнаружения современными инструментами.

Заметки о странной литературе. База. Ч. VII

Глава 1. Рождение антиматерии: от математической аномалии к новой форме бытия

Концепция антиматерии представляет собой редкий в истории науки случай, когда математическая логика заставила физиков признать существование целого класса сущностей, не просто не наблюдавшихся ранее, но прямо противоречащих интуитивному восприятию реальности. В отличие от многих научных открытий, выраставших из накопления эмпирических данных, антиматерия была рождена как неизбежное следствие теоретического синтеза двух фундаментальных теорий — квантовой механики и специальной теории относительности. Именно эта математическая неизбежность придаёт истории открытия антиматерии особый метафизический статус, превращая её в убедительный аргумент в пользу того, что реальность может быть устроена способом, превосходящим возможности обыденного воображения.

Исходным пунктом всей истории антиматерии служит 1928 год, когда Поль Адриен Морис Дирак опубликовал статью «The Quantum Theory of the Electron» («Квантовая теория электрона») в журнале Proceedings of the Royal Society of London, Series A (Vol. CXVII, pp. 610–624). В этой работе Дирак предложил релятивистское волновое уравнение для электрона, которое одновременно удовлетворяло требованиям квантовой механики и специальной теории относительности Эйнштейна. Предшествовавшие попытки создать релятивистский аналог уравнения Шрёдингера, в частности уравнение Клейна–Гордона, сталкивались с фундаментальными трудностями: они приводили к отрицательным плотностям вероятности, что лишало их физического смысла. Уравнение Дирака, напротив, было линейным как по временным, так и по пространственным производным и естественным образом включало спин электрона, равный ½, без каких-либо дополнительных предположений. Именно это уравнение, по оценке историков физики, стало «одной из великих работ физики двадцатого века» — утверждение, документированное в описании издания Манхэттенской компании редких книг.

Метафизическая подоплёка открытия коренится в самой структуре уравнения Дирака. Уравнение, будучи релятивистским, неизбежно приводило к решениям с отрицательной энергией. В классической физике подобные решения отбрасываются как нефизические, однако в квантовой механике, где переходы между состояниями являются фундаментальным процессом, простое игнорирование отрицательных состояний невозможно: электрон мог бы спонтанно перейти в состояние с отрицательной энергией, излучая избыток энергии в виде фотона, что привело бы к катастрофической нестабильности любого атома. Таким образом, уравнение Дирака заключало в себе глубочайшее противоречие: его математическая элегантность и предсказательная сила были неоспоримы, но его физическая интерпретация требовала пересмотра самих оснований того, что считать физически реальным.

Для разрешения этого противоречия Дирак в 1930 году предложил так называемую «дырочную теорию» (hole theory), которая впоследствии, в работе 1931 года «Quantised Singularities in the Electromagnetic Field» («Квантованные сингулярности в электромагнитном поле», Proceedings of the Royal Society, Series A, Vol. 133, pp. 60–72), получила законченное выражение. Согласно этой концепции, вакуум представляет собой не пустоту, а бесконечное море электронов, заполняющих все состояния с отрицательной энергией (так называемое «море Дирака»). Принцип запрета Паули не позволяет двум электронам занимать одно и то же квантовое состояние, поэтому электрон с положительной энергией не может упасть в уже заполненные отрицательные состояния. Если же электрону из отрицательного моря сообщается достаточная энергия, он может перейти в состояние с положительной энергией, оставляя после себя «дырку» — место, лишённое отрицательного заряда, которое проявляет себя как частица с положительным зарядом. Именно эту дырку Дирак интерпретировал как новую частицу, антиэлектрон, позднее названный позитроном. В оригинальной формулировке 1931 года Дирак писал: «A hole, if there is one, would be a new kind of particle, unknown to experimental physics ... We may call such a particle an anti-electron» — «Дырка, если таковая существует, была бы частицей нового типа, неизвестной экспериментальной физике… Такую частицу можно назвать антиэлектроном».

Здесь необходимо подчеркнуть философское значение дырочной теории. Она впервые в физике вводила представление о физическом вакууме не как о пустом пространстве, а как о динамической среде, обладающей сложной структурой и способной порождать частицы. Эта идея оказалась глубоко созвучной более поздним концепциям квантовой теории поля, в которой вакуум рассматривается как состояние с наинизшей энергией, насыщенное виртуальными частицами. Более того, дырочная теория имплицитно вводила онтологическое равноправие частиц и античастиц: позитрон не был «менее реальным», чем электрон, — он был столь же фундаментальной сущностью, возникающей из той же самой математической структуры. Таким образом, антиматерия обретала статус не экзотического курьёза, а неотъемлемого аспекта физической реальности.

Первоначальная реакция научного сообщества на дырочную теорию была неоднозначной. Одна из наиболее серьёзных проблем заключалась в том, что Дирак первоначально пытался отождествить положительно заряженную дырку с протоном — единственной известной тогда положительной частицей. Однако эта интерпретация сталкивалась с убийственным возражением: согласно теории, дырка должна была иметь ту же массу, что и электрон, тогда как протон примерно в 1836 раз тяжелее. Герман Вейль показал, что дырка должна двигаться так, как если бы обладала массой электрона, и «ошибка в 1836 раз — явление не то чтобы совершенно беспрецедентное, но, безусловно, вызов». Сам Дирак, по свидетельству источников, ссылался на расчёты Эддингтона, но признавал, что «несогласованность массы протона с теорией представляла серьёзную нерешённую проблему».

Ещё более сокрушительный удар по первоначальной интерпретации нанёс Роберт Оппенгеймер, впоследствии ставший известным как руководитель Манхэттенского проекта. В статье, опубликованной спустя три месяца после работы Дирака о протоне, Оппенгеймер указал, что если дырки Дирака суть протоны, то они должны притягиваться к электронам и аннигилировать с ними, излучая гамма-лучи. Расчёты показывали, что в этом случае ни протоны, ни электроны не могли бы существовать в обычном веществе более одной миллионной доли секунды, что, разумеется, противоречило фундаментальным наблюдательным данным. Таким образом, теория Дирака в её протонной интерпретации вступала в прямое противоречие с фактом стабильности атомов.

Давление критики заставило Дирака пересмотреть свои взгляды. Как сообщает источник, в мае 1931 года он опубликовал статью, значительная часть которой была посвящена совершенно иной теме — связи электрического и магнитного полей, и лишь два из тридцати шести абзацев содержали обсуждение проблемы отрицательной энергии. В этой статье Дирак с явной неохотой, но всё же сформулировал предсказание антиэлектрона как самостоятельной частицы, а не как протона. Характерно замечание, приводимое в литературе: «Создаётся впечатление, что Дираку откровенно не нравилось решение, которое он вынужден был изобрести». Тем не менее, именно эта вынужденная уступка логике уравнения и положила начало концепции антиматерии в её современном понимании.

Разрешение теоретического спора пришло из эксперимента. В 1932 году американский физик Карл Андерсон, работавший в Калифорнийском технологическом институте, проводил опыты с камерой Вильсона, помещённой в магнитное поле. Он регистрировал треки космических лучей и обнаружил следы частиц, которые вели себя как электроны, но отклонялись магнитным полем в противоположную сторону, что указывало на их положительный заряд. Андерсон усовершенствовал эксперимент, поместив в камеру свинцовую пластину: по тому, как частицы тормозились в свинце, можно было определить направление их движения и тем самым исключить возможность того, что наблюдались обычные электроны, движущиеся в обратном направлении. Результаты не оставляли сомнений: была открыта новая частица — позитрон, или антиэлектрон. За это открытие Андерсон получил Нобелевскую премию по физике за 1936 год.

Интересно отметить, что первые экспериментальные указания на существование позитрона были получены ещё в 1929 году советским физиком Дмитрием Скобельцыным, который также использовал камеру Вильсона с магнитным полем и наблюдал треки, отклонявшиеся в «неправильную» сторону. Однако Скобельцыну не удалось доказать, что они принадлежат новым частицам, а не случайным электронам, движущимся вверх от Земли. Лишь методическое усовершенствование Андерсона позволило окончательно подтвердить открытие. Этот эпизод хорошо иллюстрирует тонкую грань между наблюдением и открытием в экспериментальной физике.

Экспериментальное подтверждение предсказаний Дирака имело глубокие метафизические последствия. В своей Нобелевской лекции, прочитанной 12 декабря 1933 года, Дирак прямо сформулировал мысль, которая впоследствии стала лейтмотивом космологических дискуссий на десятилетия вперёд: «Если мы принимаем теорию о том, что позитроны существуют, то мы должны допустить, что могут существовать и целые миры, построенные из антивещества». Дирак заключил, что «the Earth (and presumably the whole solar system) contains a preponderance of negative electrons and positive protons» — «Земля (и, вероятно, вся Солнечная система) содержит преобладание отрицательных электронов и положительных протонов», но это, по его мнению, является чистой случайностью, и в других частях Вселенной могут существовать звёзды, построенные из античастиц. Таким образом, антиматерия из математической абстракции превращалась в фундаментальную категорию космологии, ставя под вопрос уникальность нашего мира, построенного из «обычного» вещества.

Философское значение концепции антиматерии, впервые выкристаллизовавшейся в работах Дирака 1928–1933 годов и их экспериментальном подтверждении, трудно переоценить. Прежде всего, она радикально изменила представление о симметрии в физике. Если классическая физика рассматривала симметрию как свойство, которое может быть нарушено, то уравнение Дирака демонстрировало, что симметрия между веществом и антивеществом заложена в самой математической структуре фундаментальных законов. Тот факт, что в наблюдаемой Вселенной вещество резко преобладает над антивеществом, не отменяет этой симметрии, но превращает её в проблему: почему при фундаментальной симметрии законов реальность столь асимметрична? Этот вопрос, известный как проблема барионной асимметрии, остаётся одной из центральных загадок современной космологии.

Далее, антиматерия ввела в физику новое понимание вакуума. Море Дирака, несмотря на свою ограниченность — оно не работает для бозонов, — стало предтечей современной концепции квантового вакуума как динамической среды, в которой постоянно рождаются и аннигилируют виртуальные частицы. Это представление размывало традиционную границу между «нечто» и «ничто», между бытием и небытием, придавая физическому вакууму онтологический статус, сопоставимый со статусом вещества. В известном смысле антиматерия заставила физику признать, что пустота — это не отсутствие всего, а особого рода полнота, и что различие между частицей и античастицей есть различие внутри этой полноты, а не между полнотой и её отсутствием.

Наконец, история открытия антиматерии представляет собой яркий пример методологического сдвига в физике XX века — сдвига, при котором математическая красота и внутренняя непротиворечивость теории начинают играть роль самостоятельного критерия истинности, порой опережающего экспериментальную проверку. Дирак неоднократно высказывался в том духе, что его уравнение было «умнее», чем он сам, и что именно доверие к математике позволило ему сделать выводы, противоречившие его собственной первоначальной интуиции. Этот эпизод, по оценке историка науки Хельге Крага, иллюстрирует уникальный статус предсказания антиматерии как «мотивированного исключительно верой в чистую теорию, без какой-либо подсказки со стороны данных, и тем не менее раскрывшего глубокое и универсальное свойство природы».

В 1955 году в Университете Беркли Эмилио Сегре и Оуэн Чемберлен открыли антипротон, а в 1956 году там же был обнаружен антинейтрон, что подтвердило универсальный характер предсказаний Дирака. Антиматерия стала неотъемлемой частью Стандартной модели физики элементарных частиц, сформулированной в 1950–1970-х годах. Однако уже в момент своего возникновения она поставила вопросы, выходящие далеко за рамки физики частиц, — вопросы о симметрии мироздания, о природе вакуума, о роли математики в познании реальности.

Глава 2. Тёмная материя: гравитационный каркас невидимого космоса

Если история антиматерии разворачивалась как драма математического предвидения, опередившего эксперимент, то история тёмной материи представляет собой движение противоположной направленности: от эмпирических аномалий, упорно не желавших вписываться в существующие теоретические рамки, к постепенному осознанию того, что видимое вещество составляет лишь малую долю гравитационно-связной материи Вселенной. Эта концепция, зародившись из скромных астрономических расхождений, со временем превратилась в одну из величайших загадок современной физики, бросающую вызов самим основаниям наших представлений о материальном мире.

Первое документированное указание на существование скрытой массы относится к 1933 году, когда швейцарский астроном Фриц Цвикки, работавший в Калифорнийском технологическом институте, опубликовал статью «Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln» («Красное смещение внегалактических туманностей») в журнале Helvetica Physica Acta (Vol. 6, pp. 110–127). Эта работа, выполненная на немецком языке, ныне признаётся первым свидетельством в пользу существования тёмной материи, причём сам Цвикки использовал именно термин «dunkle Materie», а не более позднее «missing matter» — недостающая масса. Как указывается в современных переводах и комментариях к этой статье, Цвикки основывал свои выводы на измерении дисперсии скоростей всего лишь семи галактик в скоплении Волосы Вероники (Coma Cluster), и, что поразительно, спустя восемьдесят четыре года, когда были измерены радиальные скорости более чем тысячи галактик этого скопления, дисперсия скоростей оказалась чрезвычайно близка к той, которую вычислил Цвикки.

Методология Цвикки опиралась на применение теоремы вириала к скоплению галактик. Теорема вириала, известная в механике с XIX века, связывает среднюю кинетическую энергию системы, находящейся в динамическом равновесии, с её средней потенциальной энергией. Измерив скорости движения галактик в скоплении, Цвикки смог оценить полную массу, необходимую для того, чтобы гравитационное поле удерживало эти галактики вместе, не позволяя им разлететься. Затем он сравнил полученную динамическую массу с массой, вычисленной исходя из светимости галактик — то есть из предположения, что всё вещество скопления представлено светящимися звёздами. Результат оказался ошеломляющим: динамическая масса превосходила световую в четыреста раз, а по современным оценкам, учитывающим межгалактический горячий газ, открытый в рентгеновском диапазоне, это превышение составляет примерно пятьдесят раз.

Необходимо отметить, что Цвикки не был первым, кто зафиксировал расхождение такого рода. Годом ранее, в 1932 году, голландский астроном Ян Хендрик Оорт, изучая движение звёзд в окрестностях Солнца, также пришёл к выводу о наличии некой скрытой массы в галактическом диске и, по некоторым сведениям, даже использовал термин «тёмная материя». Однако гипотеза Оорта оказалась ошибочной в своих конкретных астрофизических выводах, и потому именно за Цвикки закрепился статус первооткрывателя проблемы скрытой массы. Тремя годами позже, в 1936 году, американский астроном Синклер Смит, применив аналогичный метод к скоплению галактик в Деве (Virgo Cluster), получил сходное расхождение, тем самым подтвердив, что аномалия, обнаруженная Цвикки, не является уникальной особенностью скопления Волосы Вероники.

И всё же в течение почти четырёх десятилетий после публикации Цвикки проблема скрытой массы оставалась на периферии астрономического внимания. Тому было несколько причин. Во-первых, само астрономическое сообщество не спешило признавать масштаб аномалии, полагая, что расхождение может быть объяснено более полным учётом космического газа, тусклых звёзд и других труднонаблюдаемых, но всё же барионных компонентов. Во-вторых, репутация самого Цвикки — человека блестящего, но эксцентричного, склонного к резким суждениям и конфликтам с коллегами — не способствовала быстрому принятию его идей. Как отмечает ряд историков науки, Цвикки опередил своё время настолько, что его предсказание было встречено скорее как курьёз, нежели как фундаментальная проблема.

Ситуация радикально изменилась в 1970-х годах благодаря работам Кента Форда, разработаашего методику точного измерения скоростей вращения спиральных галактик. В 1970 году он опубликовал в Astrophysical Journal (Vol. 159) статью «Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions» («Вращение туманности Андромеды по данным спектроскопического обзора эмиссионных областей»). В этой работе исследовались спектры эмиссионных областей — облаков ионизированного водорода — в галактике Андромеды (M31). Измеряя доплеровское смещение спектральных линий, Форд мог определять лучевые скорости газа на разных расстояниях от центра галактики и строить так называемую кривую вращения — график зависимости орбитальной скорости от расстояния до центра.

Результат, полученный для Андромеды, противоречил всем ожиданиям, основанным на аналогии с Солнечной системой. В Солнечной системе, где подавляющая часть массы сосредоточена в центре, орбитальные скорости планет убывают с расстоянием в соответствии с третьим законом Кеплера. В галактике Андромеды, напротив, скорости звёзд и газа на периферии не только не убывали, но оставались примерно постоянными на всём измеренном протяжении, вплоть до самых дальних доступных наблюдению областей. Кривая вращения оказалась «плоской» — открытие, которое ставило под сомнение базовое предположение о том, что распределение массы в галактике следует за распределением света.

В последующие годы Форд и присоединившийся впоследствии Норберт Тоннард расширили выборку исследованных галактик. В 1980 году в Astrophysical Journal (Vol. 238, p. 471) вышла их итоговая работа «Rotational Properties of 21 SC Galaxies with a Large Range of Luminosities and Radii, from NGC 4605 (R=4 kpc) to UGC 2885 (R=122 kpc)» («Вращательные свойства двадцати одной SC-галактики с большим диапазоном светимостей и радиусов»). Статистика была неопровержимой: плоские кривые вращения наблюдались у подавляющего большинства спиральных галактик, что указывало на существование протяжённого гало невидимой материи, простирающегося далеко за пределы видимого диска. Логика была проста и неумолима: если орбитальная скорость на больших расстояниях от центра остаётся постоянной, то, согласно ньютоновской динамике, масса, заключённая внутри орбиты, должна расти пропорционально радиусу. Поскольку светимость галактик с расстоянием быстро падает, вещество, ответственное за этот рост массы, должно быть тёмным, то есть не участвующим в электромагнитных взаимодействиях.

На конференции Американского астрономического общества в 1975 году Кент Форд официально заявил об открытии, которое впоследствии стало считаться решающим эмпирическим доказательством существования тёмной материи на галактических масштабах. Данные были столь убедительны, что к началу 1980-х годов астрономическое сообщество в целом признало: для объяснения динамики галактик и галактических скоплений необходимо учитывать какие-то ранее неизвестные факторы.

Одновременно с наблюдениями Форда накапливались и другие свидетельства в пользу тёмной материи. Измерения скорости движения галактик в скоплениях, выполненные с помощью рентгеновских телескопов, запущенных в 1970-х годах, показали, что горячий межгалактический газ, излучающий в рентгеновском диапазоне, также требует для своего удержания гораздо большей массы, чем та, что наблюдается в виде звёзд. Гравитационное линзирование — отклонение света далёких объектов под действием гравитации массивных тел, — предсказанное Эйнштейном и впервые надёжно зарегистрированное в 1979 году, предоставило независимый метод оценки массы, который также указывал на существование скрытой массы. Все эти независимые линии свидетельств сходились к одному выводу: видимое вещество составляет лишь небольшую долю — порядка 15 процентов — от полной массы материи во Вселенной.

Признав реальность тёмной материи, физики столкнулись с вопросом о её природе. Спектр гипотез оказался чрезвычайно широк. Первоначально рассматривалась возможность того, что тёмная материя состоит из обычного, барионного вещества, просто невидимого для телескопов, — так называемые MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects, массивные астрофизические компактные объекты гало): тусклые звёзды, коричневые карлики, планеты-гиганты, чёрные дыры. Однако эксперименты по гравитационному микролинзированию, проводившиеся в 1990-х годах, показали, что MACHO могут составлять лишь малую долю тёмного гало. Кроме того, теория первичного нуклеосинтеза, описывающая образование лёгких элементов в первые минуты после Большого взрыва, накладывает жёсткие ограничения на общую плотность барионного вещества, и эти ограничения указывают, что барионов во Вселенной значительно меньше, чем требуется для объяснения всей тёмной материи.

В результате к концу 1980-х годов в физике элементарных частиц сформировалась консенсусная гипотеза, согласно которой тёмная материя состоит из небарионных частиц, предсказываемых различными расширениями Стандартной модели. Наиболее влиятельной стала концепция WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, слабовзаимодействующие массивные частицы), естественным образом возникающая в суперсимметричных теориях. Согласно этой гипотезе, тёмная материя представляет собой реликтовые частицы, оставшиеся от ранних этапов эволюции Вселенной и взаимодействующие с обычным веществом исключительно посредством гравитации и, возможно, слабого ядерного взаимодействия. Именно для регистрации этих гипотетических частиц и были построены многочисленные подземные детекторы.

Экспериментальные поиски WIMP, однако, породили собственную драматическую хронику. Установки становились всё более чувствительными, объёмы рабочего вещества росли, но результат оставался неизменным: частицы тёмной материи не регистрировались. Проект LUX (Large Underground Xenon experiment), работавший в подземной лаборатории Сэнфорда в Южной Дакоте в 2013–2016 годах, использовал детектор, заполненный жидким ксеноном, масса которого на заключительном этапе достигала трёхсот шестидесяти восьми килограммов. Его наследник, эксперимент LUX-ZEPLIN, начал работу в 2022 году и вмещает уже десять тонн жидкого ксенона. В августе 2024 года коллаборация LZ обнародовала результаты двух раундов наблюдений общей продолжительностью двести восемьдесят дней: ни одного зарегистрированного события, которое можно было бы интерпретировать как столкновение с частицей тёмной материи, обнаружено не было. При этом были установлены рекордные ограничения на параметры WIMP — ограничения, которые, по признанию самих экспериментаторов, начинают входить в противоречие с наиболее оптимистичными теоретическими предсказаниями.

Параллельно с прямыми поисками WIMP развивались и альтернативные теоретические подходы, наиболее заметным из которых является MOND — Modified Newtonian Dynamics (модифицированная ньютоновская динамика), предложенная Милгромом в 1983 году. Милгром выдвинул радикальную гипотезу: аномалии вращения галактик объясняются не наличием скрытой массы, а тем, что второй закон Ньютона модифицируется при экстремально малых ускорениях, характерных для периферии галактик. Вместо того чтобы постулировать невидимое вещество, MOND постулирует невидимое изменение динамики: ниже определённого порогового ускорения сила гравитации убывает не обратно пропорционально квадрату расстояния, а обратно пропорционально расстоянию, что естественным образом приводит к плоским кривым вращения.

MOND обладает рядом привлекательных черт. Она успешно описывает форму кривых вращения многих галактик, причём использует для этого только распределение видимого вещества, без привлечения свободных параметров для каждой отдельной галактики. Она также объясняет эмпирически обнаруженную зависимость Талли–Фишера, связывающую светимость галактики со скоростью её вращения. Однако MOND сталкивается и с серьёзными трудностями. Она плохо работает на масштабах скоплений галактик, где для объяснения динамики всё равно требуется некоторая доля тёмной материи. Кроме того, она не является релятивистской теорией и не может объяснить такие явления, как гравитационное линзирование и особенности реликтового излучения, без дополнительных усложнений. Попытки построить релятивистское обобщение MOND, такие как теория TeVeS (Tensor–Vector–Scalar) Бекенштейна, оказались громоздкими и не получили широкого признания.

Новые вызовы для MOND возникли и из данных космического аппарата «Кассини», который провёл высокоточные измерения гравитационного поля Солнечной системы. Согласно предсказаниям MOND, внешнее гравитационное поле Галактики должно было бы приводить к заметному квадрупольному моменту в гравитационном поле Солнечной системы. Однако «Кассини» не обнаружил никаких отклонений от предсказаний ньютоновской гравитации, что создало серьёзное противоречие с MOND.

Таким образом, проблема тёмной материи достигла своеобразного парадоксального состояния. С одной стороны, астрофизические свидетельства в пользу существования невидимой массы на всех масштабах — от отдельных галактик до крупномасштабной структуры Вселенной — стали настолько многочисленными и разнообразными, что практически никто из серьёзных учёных не сомневается в реальности феномена. С другой стороны, многолетние попытки идентифицировать физическую природу этой субстанции неизменно оканчивались неудачей. WIMP-парадигма, долгое время казавшаяся наиболее многообещающей, оказалась под давлением постоянно ужесточающихся экспериментальных ограничений. MOND и её релятивистские расширения остаются привлекательной альтернативой для объяснения галактической динамики, но не могут столь же элегантно воспроизвести весь комплекс космологических данных. В научном сообществе нарастает ощущение, что решение загадки тёмной материи может потребовать пересмотра не отдельных деталей теории, а каких-то более глубоких оснований нашего понимания гравитации, пространства-времени или структуры материи. 

Глава 3. Тёмная энергия: сила, разрывающая космос

История тёмной энергии представляет собой, пожалуй, наиболее яркий пример того, как научная мысль, пройдя через отрицание и забвение, возвращается к однажды отвергнутой идее, чтобы обнаружить в ней глубочайшую истину о природе мироздания. В отличие от антиматерии, рождённой математической логикой, и тёмной материи, выросшей из астрономических наблюдений, концепция тёмной энергии имеет драматическую судьбу: впервые предложенная как теоретический курьёз, она была публично названа своим создателем «величайшей ошибкой», чтобы спустя десятилетия стать краеугольным камнем современной космологии и принести своим новым открывателям Нобелевскую премию.

Исходный пункт этой драмы относится к 1917 году, когда Альберт Эйнштейн, стремясь применить только что созданную им общую теорию относительности ко Вселенной в целом, опубликовал работу «Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie» («Космологические соображения к общей теории относительности») в Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Berlin, S. 142–152). В этой статье Эйнштейн столкнулся с фундаментальной трудностью: его исходные уравнения, описывающие гравитацию как искривление пространства-времени, предсказывали, что Вселенная не может быть статичной — она должна либо расширяться, либо сжиматься под действием собственной гравитации. Поскольку в то время астрономические наблюдения не давали никаких указаний на расширение, и сама мысль о нестационарной Вселенной казалась противоречащей здравому смыслу, Эйнштейн модифицировал свои уравнения, добавив в них дополнительный член с космологической постоянной Λ (лямбда). Этот член, интерпретируемый как энергия пустого пространства или космическое отталкивание, должен был в точности уравновесить гравитационное притяжение материи и обеспечить возможность существования статичной Вселенной. Сам Эйнштейн, представляя новую величину, записал уравнения в виде: Gμν+Λgμν=8πGc4TμνGμν+Λgμν=c48πGTμν, где член с Λ призван был компенсировать гравитационное воздействие материи.

Судьба космологической постоянной оказалась переменчивой. В 1922–1924 годах советский математик и геофизик Александр Александрович Фридман опубликовал две основополагающие работы — «О кривизне пространства» (Zeitschrift für Physik, 1922, Bd. 10, S. 377–386) и «О возможности мира с постоянной отрицательной кривизной» (Zeitschrift für Physik, 1924, Bd. 21, S. 326–332), — в которых показал, что уравнения Эйнштейна даже при наличии Λ допускают нестатические, то есть расширяющиеся или сжимающиеся решения. Первоначально Эйнштейн отреагировал на работу Фридмана критически и даже опубликовал короткую заметку, в которой утверждал, что Фридман допустил математическую ошибку; однако после переписки с Фридманом признал его правоту. Тем не менее, решающий удар по идее статичной Вселенной нанёс не теоретик, а наблюдатель: в 1929 году американский астроном Эдвин Пауэлл Хаббл, работая в обсерватории Маунт-Вилсон, опубликовал статью «A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae» («Соотношение между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей») в Proceedings of the National Academy of Sciences (Vol. 15, pp. 168–173), в которой на основе измерений красного смещения спектров галактик продемонстрировал, что Вселенная расширяется, причём скорость удаления галактик пропорциональна расстоянию до них — закон, известный ныне как закон Хаббла.

После открытия Хаббла Эйнштейн, по свидетельству очевидцев, в частности Георгия Гамова, назвал космологическую постоянную своей «величайшей ошибкой» (die grösste Eselei meines Lebens). Сам термин «космологическая постоянная», однако, сохранился в уравнениях общей теории относительности, и многие физики продолжали рассматривать её как допустимый, хотя и не обязательный элемент теории. На протяжении десятилетий Λ воспринималась как теоретическая возможность, лишённая наблюдательного обоснования, — нечто вроде математической диковины, не имеющей физического смысла. Лишь немногие теоретики, среди которых можно назвать бельгийского астронома Жоржа Леметра и советского физика Эраста Борисовича Глинера, в 1965 году выдвинувшего гипотезу о вакуумоподобном состоянии материи, способном вызывать антигравитационное отталкивание, продолжали размышлять о Λ. Глинер, в частности, опубликовал в 1965 году в Журнале экспериментальной и теоретической физики (т. 49, вып. 2, с. 542–548) статью «Алгебраические свойства тензора энергии-импульса вакуума», где показал, что вакуум может описываться тензором энергии-импульса, пропорциональным метрическому тензору, что эквивалентно введению Λ-члена; эта работа, по оценкам историков науки, стала важным шагом к современной концепции тёмной энергии.

Революция в понимании космологической постоянной произошла в конце 1990-х годов и была связана с наблюдениями сверхновых звёзд типа Ia. Сверхновые этого типа возникают в двойных звёздных системах, когда белый карлик, перетягивая вещество со звезды-компаньона, достигает критической массы — так называемого предела Чандрасекара, — и взрывается. Поскольку масса, при которой происходит взрыв, практически одинакова для всех таких сверхновых, их пиковая светимость оказывается стандартизованной: небольшие вариации корректируются по форме кривой блеска. Таким образом, сверхновые типа Ia служат «стандартными свечами» — объектами с известной абсолютной светимостью, измеряя видимый блеск которых, можно определить расстояние до них. Идея использования сверхновых Ia для космологических измерений созревала на протяжении 1980-х годов, и к середине 1990-х сформировались две конкурирующие международные коллаборации: Supernova Cosmology Project (SCP) под руководством Сола Перлмуттера из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и High-Z Supernova Search Team, возглавляемая Брайаном Шмидтом и Адамом Риссом.

Методология, использованная обеими группами, опиралась на тонкий анализ связи между красным смещением далёких сверхновых и расстоянием до них. В расширяющейся Вселенной красное смещение z служит мерой космологического времени: чем больше z, тем более раннюю эпоху мы наблюдаем. Если расширение замедляется под действием гравитации, как полагали практически все космологи до 1998 года, то сверхновые на больших красных смещениях должны казаться ярче, чем предсказывает модель равномерного расширения, то есть находиться ближе. Если же расширение ускоряется, картина будет обратной: далёкие сверхновые окажутся тусклее, а значит, дальше, чем ожидалось. Именно это и обнаружили исследователи.

8 января 1998 года на пресс-конференции, организованной Американским астрономическим обществом (AAS) в Вашингтоне, Сол Перлмуттер представил первые результаты проекта SCP. Как сообщал научный обозреватель Чарльз Петит в газете San Francisco Chronicle на следующий день: «Назовите это убегающей Вселенной, а мы находимся на её борту. Новое детальное изучение взрывающихся звёзд и огромных скоплений галактик, удалённых на миллиарды световых лет, по-видимому, указывает на то, что Вселенная не только будет расширяться вечно, вопреки некоторым теориям, но что её расширение начинает ускоряться». Позднее в том же году, в мае 1998 года, команда High-Z Supernova Search Team опубликовала в Astronomical Journal (Vol. 116, pp. 1009–1038) статью «Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant» («Наблюдательные свидетельства от сверхновых об ускоряющейся Вселенной и космологической постоянной»). Эта статья, авторами которой значились Адам Рисс, Алексей Филиппенко, Брайан Шмидт и их коллеги, стала формальной публикацией открытия и получила статус одной из самых цитируемых работ в истории астрофизики. Результаты обеих групп были независимы и согласованны: Вселенная не просто расширяется, но расширяется с ускорением, а это означает, что помимо гравитационного притяжения вещества существует некая сила противоположного знака, расталкивающая пространство. Именно эта сила и получила наименование «тёмная энергия» — термин, который, по-видимому, первым использовал космолог Майкл Тёрнер из Чикагского университета в 1998 году.

Признание открытия было стремительным. Уже в 2011 году Нобелевская премия по физике была присуждена Солу Перлмуттеру, Брайану Шмидту и Адаму Риссу «за открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдений далёких сверхновых». В пресс-релизе Нобелевского комитета отмечалось, что открытие «потрясло основы космологии» и заставило пересмотреть представления о составе Вселенной: согласно современным данным, тёмная энергия составляет около 68 процентов полной плотности энергии космоса, тёмная материя — около 27 процентов, и лишь около 5 процентов приходится на долю обычного, видимого вещества. Таким образом, наиболее фундаментальная субстанция мироздания оказалась и наименее понятой.

Что же представляет собой тёмная энергия с теоретической точки зрения? Простейшая и до недавнего времени наиболее влиятельная гипотеза отождествляет её с космологической постоянной Эйнштейна Λ. В квантовой теории поля энергия вакуума — то есть энергия основного, наинизшего состояния квантовых полей — также описывается тензором энергии-импульса, пропорциональным метрическому тензору, что делает вакуумную энергию естественным кандидатом на роль Λ. Однако попытка вычислить плотность этой энергии из первых принципов квантовой теории поля приводит к катастрофическому расхождению с наблюдениями. Простейшая оценка, основанная на суммировании нулевых колебаний всех квантовых полей вплоть до планковского масштаба, даёт значение, которое в 10¹²⁰ раз превышает наблюдаемую величину. Это расхождение, известное как «проблема космологической постоянной», было осознано ещё в 1960-х годах и с тех пор считается одной из глубочайших и болезненных загадок теоретической физики. Я. Б. Зельдович в 1967 году в работе «Космологическая постоянная и теория элементарных частиц» (Успехи физических наук, т. 95, вып. 1, с. 209–210) первым указал на связь между Λ и нулевыми колебаниями вакуума, положив начало дискуссии, которая не утихает до сих пор.

Осознание чудовищного несоответствия между теорией и наблюдениями стимулировало развитие альтернативных моделей тёмной энергии, в которых она не является строго постоянной, а эволюционирует со временем. Наиболее известной из таких моделей является «квинтэссенция» — термин, заимствованный из аристотелевской космологии, где он обозначал пятый элемент, отличный от земли, воды, воздуха и огня и образующий небесные сферы. В современной космологии квинтэссенция представляет собой гипотетическое скалярное поле, медленно меняющееся во времени и обладающее отрицательным давлением, что и вызывает ускоренное расширение. Впервые эта идея была предложена в 1988 году Бхаратом Рстрой и Полом Стейнхардтом, а затем развита в работах Роберта Колдуэлла, Рахула Дейва и Стейнхардта в конце 1990-х годов. В отличие от космологической постоянной, квинтэссенция допускает изменение плотности тёмной энергии со временем, что, в принципе, может быть проверено наблюдениями.

Данные, полученные в 2024–2025 годах, по-видимому, начинают склонять чашу весов в пользу динамической, эволюционирующей тёмной энергии. Ключевую роль в этом сыграли два крупных наблюдательных проекта: Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Последний представляет собой спектроскопический инструмент, установленный на телескопе имени Мэйолла в Национальной обсерватории Китт-Пик и предназначенный для построения трёхмерной карты распределения галактик с целью измерения барионных акустических осцилляций — своеобразных «отпечатков» звуковых волн, распространявшихся в ранней Вселенной и запечатлённых в крупномасштабной структуре. В апреле 2024 года коллаборация DESI опубликовала результаты анализа данных за первый год наблюдений, которые показали, что модель с постоянной Λ описывает данные несколько хуже, чем модели с изменяющейся во времени тёмной энергией. Джошуа Фриман, один из основателей DES, и Аноуар Шаджиб, анализируя совокупность данных DES, DESI, Planck, SDSS и других проектов, опубликовали в 2025 году в Physical Review D результаты, указывающие на то, что плотность тёмной энергии за последние несколько миллиардов лет могла уменьшиться примерно на десять процентов. Авторы рассмотрели модели, основанные на аксионоподобных частицах с чрезвычайно малой массой, и показали, что такое уменьшение статистически предпочтительнее неизменной Λ. Эти результаты, разумеется, требуют дальнейшей проверки и подтверждения, но уже сейчас они вызвали оживлённую дискуссию в космологическом сообществе.

Тем временем оппоненты стандартной космологической модели выдвигали и более радикальные возражения. В конце 2024 года группа учёных из Университета Кентербери в Новой Зеландии во главе с Дэвидом Уилтширом опубликовала в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (Vol. 537, p. L55) статью, в которой утверждалось, что наблюдаемое ускоренное расширение может быть иллюзией, порождённой неоднородным течением времени в различных областях космоса. Модель, названная «временным ландшафтом» (timescape), исходит из того факта, что реальная Вселенная не является однородной: она содержит плотные области, такие как галактики и их скопления, где гравитационное поле сильно и время течёт медленнее, и огромные космические пустоты — войды, где время течёт быстрее. Согласно расчётам Уилтшира и его коллег, для наблюдателя, находящегося внутри Млечного Пути, время течёт примерно на 35 процентов медленнее, чем для наблюдателя в войде. Эта разница в темпе времени, накапливаясь за миллиарды лет, может создавать видимость ускоренного расширения, которое в действительности является артефактом нашего положения в неоднородной Вселенной и нашего способа усреднения данных. Критики этой модели, впрочем, указывают, что для её надёжной проверки необходимы данные, выходящие за рамки сверхновых, — в частности, детальные измерения космического микроволнового фона и барионных акустических осцилляций, которые пока лучше согласуются с ΛCDM, хотя и не без известных напряжений, таких как хаббловская напряжённость (Hubble tension).

Философское и метафизическое значение концепции тёмной энергии выходит далеко за рамки астрофизики. Прежде всего, она радикально трансформирует наше представление о вакууме и о том, что́ есть «ничто». В классической физике и в здравом смысле вакуум — это пустота, отсутствие какого-либо содержания. Однако квантовая теория поля и космология наделяют вакуум энергией, давлением и способностью вызывать космическое ускорение. Как отмечается в современных обзорах, положительная энергия вакуума искривляет пространство-время таким образом, что Вселенная расширяется с ускорением. Таким образом, «пустота» оказывается не отсутствием сущего, а особой формой бытия: континуальной, недискретной субстанцией, пронизывающей всё пространство и существующей, по образному выражению Глинера, «вне времени и в вечном покое», пока её антигравитационное действие не начинает проявляться на космологических масштабах.

Далее, тёмная энергия ставит фундаментальные вопросы о границах познаваемости Вселенной. Если ускоренное расширение будет продолжаться или, тем более, усиливаться — сценарий так называемой «фантомной энергии», при котором плотность тёмной энергии растёт со временем, а масштабный фактор Вселенной обращается в бесконечность за конечное время, приводя к «Большому разрыву» (Big Rip), — то в отдалённом будущем все галактики, не связанные гравитационно с Млечным Путём, уйдут за космологический горизонт событий и станут принципиально ненаблюдаемыми. Более того, некоторые модели предсказывают, что ускорение способно в конечном счёте разорвать даже атомы и ядра. Это ставит вопрос о пределах эмпирического познания и о судьбе информации во Вселенной: если значительная часть космоса окажется навсегда недоступной наблюдению, то сама возможность построения полной космологической картины может быть ограничена не только техническими возможностями приборов, но и фундаментальной структурой пространства-времени.

Кроме того, тёмная энергия остро ставит проблему тонкой настройки Вселенной — одну из центральных тем современной философии науки. Наблюдаемое значение плотности тёмной энергии чрезвычайно мало по сравнению с теоретическими оценками, но при этом оно достаточно для того, чтобы вызвать ускорение на современном этапе космической эволюции. Если бы Λ была существенно больше, Вселенная начала бы ускоряться слишком рано, и крупномасштабные структуры, включая галактики, не успели бы сформироваться. Если бы она была существенно меньше или отрицательна, Вселенная могла бы сколлапсировать обратно, не породив наблюдателей. Это рассуждение, известное как антропный аргумент, было впервые применено к Λ Стивеном Вайнбергом в 1987 году в статье «Anthropic Bound on the Cosmological Constant» (Physical Review Letters, Vol. 59, p. 2607), где он показал, что существование наблюдателей накладывает верхний предел на допустимое значение космологической постоянной, довольно близкий к фактически наблюдаемому.

Таким образом, к середине 2020-х годов тёмная энергия остаётся одновременно триумфом и кризисом современной космологии. Триумфом — потому что стандартная космологическая модель ΛCDM, включающая тёмную энергию, тёмную материю и инфляцию, с удивительной точностью описывает широчайший круг наблюдательных данных: от спектра флуктуаций реликтового излучения, измеренных спутником «Планк», до распределения галактик в крупномасштабной структуре. Кризисом — потому что физическая природа тёмной энергии остаётся столь же загадочной, как и в момент её открытия, а теоретические предсказания расходятся с наблюдениями на сто двадцать порядков. Новые данные, полученные проектами DESI, DES и другими, лишь углубляют интригу: они намекают на то, что тёмная энергия может быть не константой, а динамической сущностью, и что простое отождествление её с космологической постоянной Эйнштейна, возможно, было преждевременным. Разрешение этой загадки потребует как новых наблюдательных инструментов — таких как космический телескоп «Евклид», запущенный Европейским космическим агентством в июле 2023 года, — так и новых теоретических прорывов, возможно, сравнимых по масштабу с созданием общей теории относительности и квантовой механики. Тёмная энергия, подобно антиматерии и тёмной материи, напоминает нам о том, что реальность далеко превосходит возможности нашего воображения и что самыми глубокими тайнами природы часто оказываются те, что скрываются не в далёких галактиках, а в самой структуре пространства и времени, в которой мы существуем.

Заметки о странной литературе. База. Ч. VI

Глава первая: Зарождение и формирование механистического материализма и философские предпосылки космического индифферентизма (XVII–XVIII века)

Истоки механистического материализма восходят к научной революции раннего Нового времени, когда происходила фундаментальная перестройка представлений о природе, её устройстве и принципах функционирования. Эта философская традиция, получившая наиболее полное выражение в трудах мыслителей XVII–XVIII веков, представляла собой не просто онтологическую позицию, но целостную методологическую программу познания, основанную на редукции всех природных явлений к законам движения и взаимодействия материальных частиц. Механистический материализм утверждал, что Вселенная представляет собой гигантский механизм, функционирующий по единым, универсальным законам, которые могут быть полностью познаны человеческим разумом.

Одним из первых и наиболее последовательных изложений универсального механизма стало сочинение Томаса Гоббса «Левиафан, или Материя, форма и власть государства церковного и гражданского» («Leviathan, or The Matter, Forme and Power of a Commonwealth Ecclesiasticall and Civil»), опубликованное в 1651 году. В первых главах этого труда Гоббс закладывает основания своей натуралистической философии, где человеческое восприятие, мышление и даже социальные институты рассматриваются как следствия механического движения материальных тел. «Жизнь есть не что иное, как движение членов», — утверждает философ, проводя последовательную аналогию между живым организмом и искусственным механизмом. Вторая глава «Левиафана» содержит апелляцию к принципу инерции, который станет краеугольным камнем механистической онтологии. Более систематическое изложение своей натурфилософии Гоббс представил в работе «О теле» («De Corpore»), изданной в 1655 году, где в частях II и III он предпринимает попытку отождествить фундаментальную физику с геометрией, утверждая, что пространственные отношения и движение исчерпывают собой все возможные свойства материи.

Параллельно с Гоббсом и во многом независимо от него механистическая философия развивалась во Франции, где центральной фигурой стал Рене Декарт. В посмертно опубликованном «Трактате о человеке» («Traité de l’homme», 1662, хотя работа была написана ранее) Декарт формулирует суть механистического понимания живого: «Я хотел бы, чтобы вы рассмотрели, что эти функции (включая страсть, память и воображение) следуют из одного лишь расположения органов машины столь же естественно, как движения часов или другого автомата следуют из расположения их противовесов и колёс». Однако декартовский механицизм существенно отличался от гоббсовского: будучи субстанциональным дуалистом, Декарт разделял протяжённую материю (res extensa) и мыслящий дух (res cogitans), утверждая принципиальную невозможность объяснения сознания через механические взаимодействия частиц. Тем не менее в области биологии и физики его подход оставался последовательно механистическим: животные и человеческое тело рассматривались как сложные автоматы, подчиняющиеся исключительно законам механики. Эта двойственность декартовского наследия — радикальный механицизм в объяснении телесных процессов при одновременном утверждении нематериальной души — создала проблемное поле, которое последующая материалистическая традиция будет стремиться преодолеть именно через отрицание второй составляющей.

Развитие механистической философии в XVII веке происходило в тесной связи с деятельностью научных сообществ. Во Франции эти идеи распространялись преимущественно через частные академии и салоны, в Англии — через Королевское общество. Среди ключевых фигур, разрабатывавших механистическую философию, следует назвать Пьера Гассенди, возродившего атомизм Эпикура, Марена Мерсенна, выступавшего координатором интеллектуальной жизни своего времени, а также английских мыслителей сэра Кенелма Дигби и Уолтера Чарлтона. Голландский натурфилософ Исаак Бекман в своих работах «Centuria» и «Journal» предложил теорию, основанную на двух компонентах — материи и движении, причём для объяснения материи он обратился к атомизму, а в объяснении движения поддержал идею инерции.

Особое место в истории механистического материализма занимает Исаак Ньютон. Его научная программа, изложенная в «Математических началах натуральной философии» («Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica», 1687), ввела в физику понятие дальнодействия — силы тяготения, которая действует на расстоянии без видимого материального посредника. Это ослабляло строгий механистический тезис о том, что всякое взаимодействие требует непосредственного контакта или передачи импульса через материальную среду. Однако именно успех ньютоновской физики в предсказании движения небесных и земных тел вдохновил последующие поколения философов на создание ещё более радикальных материалистических систем. Как отмечают исследователи, интерпретации научного наследия Ньютона в свете его мистических изысканий показывают, что он сам не рассматривал Вселенную как механистическую, но последующие мыслители, вдохновлённые его примером, восприняли именно механистическое прочтение его работ.

Кульминации механистический материализм достигает во французском, разумеется, материализме XVIII века, который представляет собой наиболее последовательное развитие идей, заложенных в предшествующем столетии. Этот период называют «золотым веком французского материализма». Ключевой фигурой здесь выступает Жюльен Офре де Ламетри, чья работа «Человек-машина» («L’homme machine», 1748) стала манифестом радикального материализма. Ламетри распространяет декартовскую концепцию животного-автомата на человека целиком, отвергая дуализм и утверждая, что все психические, нравственные и интеллектуальные функции являются производными от телесной организации. В этой работе, написанной в изгнании при дворе Фридриха II в Пруссии, Ламетри проводит последовательную редукцию человеческого существа к физическим механизмам: ощущения удовольствия и страдания выступают основой различения добра и зла, а самосохранение, стремление к счастью и физическое удовлетворение объявляются основными законами человеческого существования. Ламетри утверждает: «Чувство учит нас тому, чего мы не должны делать, потому что мы не желали бы, чтобы это делали нам». Примечательно, что именно Ламетри стал первым философом, открыто назвавшим себя материалистом; до него этот термин использовался как пейоративный, как синоним безбожника или последователя Спинозы.

Вершиной французского материализма стала работа Поля Анри Тири, барона д’Ольбаха «Система природы, или О законах мира физического и мира духовного» («Système de la nature, ou Des loix du monde physique et du monde moral»), опубликованная в 1770 году. Д’Ольбах систематизирует и доводит до логического завершения идеи механистического детерминизма, утверждая, что всё происходящее в мире с необходимостью вытекает из предшествующих причин. «Мы можем рассматривать современное состояние Вселенной как следствие её прошлого состояния и как причину того, что последует за ним», — формулирует д’Ольбах позицию, которая перекликается с более поздней и более известной формулировкой Лапласа. Эта работа, получившая широкий резонанс, была воспринята современниками как систематическое изложение атеистического мировоззрения и вызвала ожесточённую полемику.

Пьер Симон Лаплас, чья деятельность относится уже к концу XVIII — началу XIX века, сформулировал наиболее известное выражение механистического детерминизма в своём «Философском опыте о вероятностях» («Essai philosophique sur les probabilités», 1814). Лаплас писал: «Мы должны рассматривать современное состояние Вселенной как следствие её предшествующего состояния и как причину последующего. Интеллект, который в некоторый момент знал бы все силы, действующие в природе, и взаимное расположение составляющих её существ, если бы он был достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, охватил бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной и легчайшего атома; для него не было бы ничего недостоверного, и будущее, как и прошлое, предстало бы перед его взором». Эта формулировка стала классическим выражением онтологической установки механистического материализма, утверждающей полную предопределённость всех событий.

Философские основания механистического материализма включали несколько ключевых положений. Во-первых, это онтологический редукционизм — убеждение, что все сложные явления могут быть объяснены через свойства и движения простейших материальных частиц. Во-вторых, детерминизм — принцип, согласно которому каждое событие имеет достаточную причину в предшествующих состояниях системы, исключающий случайность и свободу воли. В-третьих, это номиналистическое отрицание внутренних, скрытых качеств и целевых причин: всё, что существует, должно быть объяснимо через количественно измеримые параметры — движение, массу, пространственное расположение. Методологически механистический материализм опирался на идеал научного объяснения, сформулированный в физике и механики: объяснить явление — значит представить его как результат действия законов движения материи, подобно тому, как работа часов объясняется через взаимодействие их деталей.

Полемика вокруг механистического материализма началась практически одновременно с его возникновением и велась по нескольким направлениям. Со стороны религиозных мыслителей критика была направлена против теологических следствий этой философии. Уже в XVII веке кембриджские платоники — группа философов, включавшая Ральфа Кедворта и Генри Мора, — выступили против механицизма, утверждая, что он ведёт к атеизму и отрицанию духовной субстанции. Они рассматривали материализм как угрозу не только религии, но и морали, поскольку детерминизм подрывал основания свободы воли и ответственности. Как уже было сказано, в это время «материализм» был пейоративным термином, использовавшимся для обозначения «нечестивых мыслителей», в одном ряду с такими ярлыками, как «атеист», «спинозист» или «хоббист».

В XVIII веке критика приняла более систематический характер. Немецкий философ Иммануил Кант, хотя и не отвергал механистическое объяснение природы полностью, указал на его границы в своей «Критике способности суждения» («Kritik der Urteilskraft», 1790). Кант утверждал, что принцип механизма недостаточен для объяснения живых организмов, которые требуют телеологического подхода. Он ввёл различение между конститутивным и регулятивным использованием принципа механизма, показывая, что механицизм является необходимым, но не единственным способом рассмотрения природы. Кант также критиковал то, что он называл «индифферентизмом» в философии — позицию, при которой утверждается, что нет рациональных оснований для предпочтения одной философской позиции другой. Для Канта индифферентизм представлял собой крайнюю форму скептицизма, подрывающую саму возможность метафизики как науки.

Фридрих Вильгельм Йозеф Шеллинг предложил альтернативную метафизическую программу, в рамках которой природа понимается не как мёртвый механизм, но как развивающееся органическое целое. Шеллинг ввёл понятие «абсолютного тождества» или «индифферентизма», утверждая, что субъективное и объективное, идеальное и реальное совпадают в абсолютном. Это представляло собой прямую альтернативу механистическому материализму, поскольку вводило в понимание природы момент внутренней активности и саморазвития, несводимый к внешнему механическому воздействию.

Последователями механистического материализма в этот период выступили, помимо уже названных французских материалистов, такие мыслители, как Клод Адриан Гельвеций, чья работа «Об уме» («De l’esprit», 1758) развивала сенсуалистическую теорию познания в материалистическом ключе, и Дени Дидро, который, хотя и был близок к механистической традиции, внёс в неё элементы органицизма и эволюционизма, особенно в таких работах, как «Сон Д’Аламбера» («Le Rêve de d’Alembert», 1769, опубликована посмертно). Дидро предложил более гибкую версию материализма, где материя наделяется чувствительностью и способностью к самоорганизации, что сближало его позицию с витализмом.

Важной линией развития механистического материализма в этот период стало его взаимодействие с виталистическими концепциями. Как отмечает современный исследователь Чарльз Вулф, механистический материализм в его ранней форме был не столь однозначно редукционистским, как это часто представляется. Анализ текстов Ламетри, Дидро и медицинских статей в «Энциклопедии» показывает, что материалисты XVIII века уделяли значительное внимание уникальности живых организмов, их способности к самоорганизации и развитию. Вулф утверждает, что материалистический проект этого периода был «значительно сфокусирован на "Жизни" и воплощённости» и обнаруживал «гораздо более тесную связь с тем, что мы теперь называем "витализмом"». Эта сложная и многомерная природа французского материализма позволяет увидеть в нём не просто примитивный редукционизм, но Традицию, исследующую вопросы воплощённости, чувственности и природы жизни.

Глава вторая: Расцвет научного материализма, диалектический поворот и оформление космического индифферентизма (XIX – начало XX века)

XIX век стал временем институционализации и радикализации механистического материализма. Этот период отмечен двумя разнонаправленными, но взаимосвязанными процессами: с одной стороны, естественнонаучный материализм, опиравшийся на успехи физиологии, химии и биологии, утверждал полную сводимость всех психических и жизненных явлений к физико-химическим процессам; с другой стороны, философская рефлексия над пределами механистического объяснения мира породила концепции, в которых индифферентность космоса по отношению к человеческим ценностям и смыслам становилась исходной онтологической интуицией.

Немецкий материализм середины XIX века возник как прямая реакция на идеалистическую философию Гегеля, которую его критики обвиняли в умозрительном конструировании действительности в ущерб эмпирическому исследованию. Ключевыми фигурами этого направления стали Людвиг Фейербах, Карл Фогт, Якоб Молешотт и Людвиг Бюхнер. Их работы, появившиеся в период между 1840-ми и 1860-ми годами, сформировали течение, которое современники называли «вульгарным материализмом» или «научным материализмом».

Людвиг Фейербах в своей главной работе «Сущность христианства» («Das Wesen des Christentums», 1841) заложил антропологическую основу для последующего материализма, хотя сам он предпочитал определять свою позицию как «антропологизм»: «Человек, — писал он во втором издании 1848 года, — объективирует свою сущность вне себя, а затем делает себя объектом этой объективированной сущности, превращённой в субъект; он мыслит себя, но как мыслящего другим существом, а именно существом, которое есть не что иное, как его собственное существо, взятое как объект». Хотя Фейербах избегал прямого отождествления духа с материей, его критика спекулятивного идеализма открыла путь для более радикальных материалистических построений.

Наиболее систематическое выражение научный материализм получил в работе Людвига Бюхнера «Сила и материя» («Kraft und Stoff», 1855). Книга выдержала при жизни автора двадцать одно издание и была переведена на все основные европейские языки. Бюхнер формулировал основное положение своего учения с предельной прямотой: «Нет силы без материи, нет материи без силы; оба понятия неразрывно связаны между собою и друг через друга обусловлены». Он утверждал, что все явления природы, включая сознание и мышление, суть «свойства известным образом организованной материи». В предисловии к первому изданию Бюхнер заявлял о своей цели «доказать неразрывную связь между силой и материей и вывести из этого основного закона все явления физического и духовного мира». Эта программа представляла собой прямое продолжение механистического материализма XVIII века, но обогащённая новейшими данными физиологии, химии и эволюционной биологии.

Якоб Молешотт в работе «Круговорот жизни» («Kreislauf des Lebens», 1852) развил тезис о зависимости психических состояний от физиологических процессов, утверждая, что «мышление есть такое же движение материи, как и всякое другое движение». Он применил принцип механистического детерминизма к объяснению нравственных и социальных явлений, что вызвало острую полемику. Карл Фогт, чья работа «Физиологические письма» («Physiologische Briefe», 1845–1847), а затем «Слепая вера и наука» («Köhlerglaube und Wissenschaft», 1854) содержали знаменитую формулу о том, что «мозг выделяет мысль так же, как печень выделяет желчь». Эта формула стала символом редукционистской программы, против которой объединились как идеалистические, так и религиозные критики.

Полемика вокруг немецкого материализма развернулась с необычайной остротой. Наиболее принципиальную критику предпринял Фридрих Альберт Ланге в своей фундаментальной работе «История материализма и критика его значения в настоящем» («Geschichte des Materialismus und Kritik seiner Bedeutung in der Gegenwart», 1866). Ланге, опираясь на неокантианскую философию, утверждал, что материализм не может обосновать собственные предпосылки, поскольку представление о материи само является продуктом познавательного аппарата человека. Ланге указывал на то, что материалистическая онтология неизбежно впадает в догматизм, поскольку принимает данные чувственного опыта за абсолютную реальность, не исследуя условия возможности самого опыта.

Параллельно с развитием научного материализма в Германии происходила трансформация этого направления в рамках марксистской философии. Карл Маркс и Фридрих Энгельс, восприняв материализм Фейербаха, переработали его в диалектический материализм, который сохранил механистическую основу в понимании природы, но дополнил её диалектическим методом, заимствованным (в преобразованном виде) у Гегеля. В работе «Анти-Дюринг» («Herrn Eugen Dührings Umwälzung der Wissenschaft», 1878) Энгельс дал развёрнутую характеристику материалистического понимания природы, утверждая, что «материя есть не что иное, как совокупность субстанций, из которых абстрагировано это понятие». Он стремился преодолеть ограниченность механистического материализма, который, по его мнению, был характерен для XVIII века, и дополнить его идеей развития.

В «Диалектике природы» («Dialektik der Natur», написана в 1873–1882, опубликована в 1925) Энгельс попытался систематизировать научные данные своего времени в рамках материалистической диалектики, выделив три основных закона диалектики. При этом он признавал ограниченность механистического подхода: «Механика XVIII века была последней завершённой механистической системой; её слабость заключалась в том, что она пыталась объяснить все явления из одних лишь механических движений». Однако критика Энгельса была направлена не против материализма как такового, а против его вульгарно-редукционистских форм.

Вторая половина XIX века ознаменовалась появлением философских концепций, которые можно рассматривать как оформление «космического индифферентизма» — позиции, утверждающей, что универсум безразличен к человеческим целям, ценностям и страданиям. Этот взгляд, имевший предшественников в античном скептицизме и в некоторых течениях французского материализма, получил систематическую форму в философии Артура Шопенгауэра, чья главная работа «Мир как воля и представление» («Die Welt als Wille und Vorstellung», 1819, второе издание 1844) предложила онтологию, в которой космос предстаёт как слепая, неразумная воля, безразличная к индивидуальному существованию.

Шопенгауэр писал: «Воля есть вещь в себе; она есть внутреннее содержание мира, сущность жизни, и она же есть то, что мы познаём в себе как волю». Механистический взгляд на природу, по Шопенгауэру, имеет значение лишь как феноменальное проявление этой воли, но сама воля не подчинена никаким разумным целям. В четвёртой книге своего главного труда он формулирует вывод, который становится основой для позднейших версий космического индифферентизма: «Жизнь представляет собой непрерывное страдание, как в силу своей сущности, так и в силу своей формы; время есть та форма, в которой воля к жизни являет себя как тщета своих стремлений». Мир Шопенгауэра индифферентен не в смысле отсутствия активности, но в смысле отсутствия заботы о благе живых существ: воля безразлично раздавливает индивида так же, как она его порождает.

Эдуард фон Гартман в своей работе «Философия бессознательного» («Philosophie des Unbewussten», 1869) синтезировал шопенгауэрианскую волюнтаристскую метафизику с гегелевской диалектикой и данными эмпирических наук, создав систему, в которой бессознательное начало выступает как единственная реальность, безразличная к человеческим устремлениям. Гартман утверждал, что мир управляется бессознательным разумом, который, однако, не обладает моральным измерением. Работа Гартмана выдержала двенадцать изданий при жизни автора и оказала значительное влияние на европейскую культуру рубежа веков.

В русской философской традиции мотивы космического индифферентизма развивал Константин Леонтьев, чьи эстетические и метафизические размышления, собранные в сборнике «Восток, Россия и Славянство» (1885–1886), утверждали безразличие космических процессов к нравственным категориям. Леонтьев писал: «Природа, как мы её знаем, есть не что иное, как процесс постепенного, безжалостного разрушения всего нежного, слишком сложного и слишком счастливого». В этом он сближался с европейскими версиями индифферентизма, хотя исходил из иных философских предпосылок.

На рубеже XIX–XX веков механистический материализм столкнулся с глубоким кризисом, вызванным развитием физики. Открытия в области электромагнетизма, радиоактивности, а затем и квантовая механика подорвали основания ньютоновской картины мира, на которую опиралась материалистическая философия. Фридрих Энгельс в предисловии к «Анти-Дюрингу» (1878) ещё мог утверждать, что «современный материализм есть по существу диалектический и не нуждается более в философии, стоящей над прочими науками». Однако уже в начале XX века физики, включая Вильгельма Вена, Макса Планка и Эрнста Маха, начали подвергать сомнению саму возможность построения материалистической онтологии на основе физических теорий.

Эрнст Мах в работе «Анализ ощущений» («Die Analyse der Empfindungen», 1886) выступил с феноменалистической критикой материализма, утверждая, что понятие материи есть не более чем экономическая абстракция, служащая для упорядочивания ощущений. Мах писал: «Мир состоит не из загадочных "вещей в себе", а из ощущений, которые в известных связях называются физическими, в других — психическими». Это вызвало полемику, в которой Владимир Ленин в работе «Материализм и эмпириокритицизм» (1909) пытался отстоять материалистическую онтологию против махистской критики, утверждая, что «понятие материи есть гносеологическое понятие, означающее объективную реальность, данную нам в ощущении». Однако эта полемика показала, что механистический материализм в его классической форме уже не может оставаться нечувствительным к новым научным данным.

Критика механистического материализма в этот период велась также с позиций философии жизни и витализма. Анри Бергсон в работе «Творческая эволюция» («L’Évolution créatrice», 1907) противопоставил механистическому пониманию природы понятие жизненного порыва (élan vital), который не может быть объяснён через взаимодействие материальных частиц. Бергсон писал: «Механизм требует, чтобы будущее было выводимо из прошлого, но в области жизни это не так. Жизнь развивается в направлении, которое не может быть предсказано из предшествующих состояний». Бергсон утверждал, что интеллект, сформированный в процессе эволюции для действия на материю, склонен воспринимать всё как механизм, но это есть лишь одна из возможных форм познания, не исчерпывающая полноты реальности.

Альфред Норт Уайтхед, чья работа «Наука и современный мир» («Science and the Modern World», 1925) подводила итог развитию научной мысли XIX века, подверг критике «примитивный материализм» как философскую позицию, неадекватную как новейшей физике, так и органической природе реальности. Уайтхед писал: «Материализм XVIII века был вполне последовательной философской системой, но развитие науки сделало её невозможной. Мы должны найти такую космологию, которая включила бы в себя данные физики, биологии и психологии в единое целое».

Последователями механистического материализма в этот период оставались представители научного естествознания, продолжавшие линию Бюхнера и Фогта, а также марксистские философы, которые, однако, вносили в материализм значительные коррективы в сторону диалектики. Среди них можно назвать Георгия Плеханова, чья работа «К вопросу о развитии монистического взгляда на историю» (1895) отстаивала материалистическое понимание истории, и Франца Меринга, автора «Истории германской социал-демократии» (1897–1898). В России последователями механистического материализма выступали так называемые «легальные марксисты», а позже, в советский период, группа «механистов» во главе с Любовью Аксельрод (Ортодокс) и Иваном Скворцовым-Степановым, которые в 1920-е годы вели острую полемику с «диалектиками» (Ароном Дебориным и его школой) о природе материалистической диалектики, утверждая приоритет механических законов над диалектическими.

Космический индифферентизм на рубеже веков нашёл своё выражение не только в философских системах, но и в художественной литературе, особенно в творчестве французских декадентов и русских символистов. Однако как самостоятельная философская позиция он получил наиболее систематическое обоснование в работах Фридриха Ницше, чьё учение о «воле к власти» и концепция вечного возвращения представляли собой последовательное утверждение безразличия космоса к человеческим ценностям. В работе «По ту сторону добра и зла» («Jenseits von Gut und Böse», 1886) Ницше писал: «В мире нет никакого нравственного миропорядка; это предположение противоречит истине». 

Глава третья: Кризис механистического материализма; поиски новой материалистической онтологии (середина XX – начало XXI века)

Двадцатый век принёс радикальную трансформацию механистическому материализму. Этот период характеризуется, с одной стороны, фундаментальной критикой механистического мировоззрения со стороны феноменологии, постструктурализма и процессуальной философии, а с другой — неожиданным возрождением материалистических интуиций в новых контекстах, включая спекулятивный реализм, новый материализм и даже философию искусственного интеллекта. Космический индифферентизм, ранее существовавший преимущественно как философская позиция, обрёл в XX веке художественное воплощение в литературе ужасов и научной фантастике, а в начале XXI века превратился в актуальную этико-философскую рамку для осмысления места человечества в эпоху антропоцена и технологической сингулярности.

Критика механистического материализма во второй половине XX века приобрела систематический и институционализированный характер. Одним из наиболее влиятельных критиков выступил Альфред Норт Уайтхед, чья философия процесса, изложенная в работе «Процесс и реальность» («Process and Reality», 1929), предложила альтернативную онтологию, преодолевающую, по мысли автора, «бифуркацию природы» — фатальное разделение между природой как она переживается и природой как причиной этого переживания. Уайтхед утверждал, что механистический материализм содержит фундаментальную ошибку, которую он называл «ошибкой конкретности, неуместно применённой» (fallacy of misplaced concreteness): абстракции физики (атомы, масса, движение) ошибочно принимаются за конкретную реальность, тогда как в действительности они суть лишь удобные для определённых целей абстракции. Уайтхед писал: «Природа есть нечто большее, чем механизм. Она есть организм, и её развитие есть процесс органического роста». Эта критика заложила основание для традиции процессуальной философии, которая в лице таких последователей, как Чарльз Хартсхорн и позднее Мэттью Сигалл, продолжает утверждать, что Вселенная не является мёртвым механизмом, но обладает внутренней ценностью, опытом и даже своего рода «душевностью» (panexperientialism). Как отмечает Сигалл в своей современной интерпретации этой традиции, философия процесса предлагает «космос, одушевлённый опытом и смыслом», напрямую противостоя «нарративу о холодной и мёртвой Вселенной», который унаследован от механистического материализма.

Французская философия второй половины XX века также внесла существенный вклад в переосмысление материалистической традиции. Луи Альтюссер в работах «За Маркса» («Pour Marx», 1965) и «Читать “Капитал”» («Lire le Capital», 1965, в соавторстве) предпринял попытку очистить марксистский материализм от гегельянских наслоений и восстановить его научную строгость. Альтюссер ввёл понятие «структурной причинности» (causalité structurale), которое позволяло мыслить детерминацию без редукции к механическим взаимодействиям. В полемике с советским диалектическим материализмом (диаматом) Альтюссер утверждал, что марксизм есть «теория специфической эффективности структур», а не вульгарный материализм, сводящий надстройку к экономическому базису. Эта позиция, однако, вызвала критику со стороны тех, кто усматривал в ней отход от материалистической ортодоксии.

В постструктуралистской традиции критика механистического материализма приняла форму радикального переосмысления понятия материи. Жиль Делёз и Феликс Гваттари в работе «Тысяча плато» («Mille plateaux», 1980) развили концепцию материи как активной, самоорганизующейся и наделённой имманентными способностями к дифференциации. Они противопоставили «механистический материализм» тому, что можно назвать «виталистическим материализмом», где материя понимается не как пассивный субстрат, приводимый в движение внешними силами, но как поле интенсивностей, порождающее формы из самой себя. Как отмечает современный исследователь Чарльз Вулф в работе «Читая материализм» («Lire le matérialisme», 2020), Делёз и Ленин, два, казалось бы, несовместимых мыслителя, в действительности сходятся в одном: оба противопоставляют «глупому» или «базовому» материализму то, что они называют «интеллигентным материализмом» (matérialisme intelligent). Вулф пишет: «В двадцатом веке два совершенно разных мыслителя, Ленин и Делёз, возвращаются к вопросу о “базовом” или “глупом” материализме и противопоставляют ему то, что они называют “интеллигентным материализмом”». Этот поворот позволил реабилитировать материализм не как примитивный редукционизм, но как сложную онтологию, способную учитывать активность материи, её самоорганизацию и даже зачатки чувственности.

Параллельно с философской критикой механистического материализма происходило оформление космического индифферентизма как самостоятельной культурной и литературной традиции. Наиболее яркое выражение эта позиция получила в творчестве американского писателя Говарда Филлипса Лавкрафта, чьи рассказы, создававшиеся в 1920–1930-х годах, легли в основание того, что позднее получило название «лавкрафтовский ужас» (Lovecraftian horror) или «космицизм» (cosmicism). Лавкрафт в эссе «Сверхъестественный ужас в литературе» («Supernatural Horror in Literature», 1927, опубликовано в 1945) сформулировал кредо своего подхода: «Истинная жуть заключается в том, чтобы дать читателю ощущение неведомых внешних сил, чьё воздействие на человечество столь же чудовищно, сколь и бессмысленно, и чья природа не поддаётся постижению с точки зрения человеческой психологии». В своих поздних произведениях — «Хребты безумия» («At the Mountains of Madness», 1936) и «Тень над Иннсмутом» («The Shadow over Innsmouth», 1936) — Лавкрафт развил этот взгляд в последовательную космологию, где Вселенная предстаёт как безразличный, механистический порядок, в котором человеческое существование лишено какого-либо особого значения.

Исследователь творчества Лавкрафта Даррел Роденизер в диссертации «“Мёртвое не может вечно лежать”: ужас и страх в прозе Г. Ф. Лавкрафта» («“That is not dead which can eternal lie”: Horror and terror in the fiction of H. P. Lovecraft», 2006) отмечает эволюцию взглядов писателя от ранних, опиравшихся на психоаналитические модели страха, к поздней, более последовательной версии космического индифферентизма. Роденизер пишет: «Увлечение автора философией космического индифферентизма привело его к (колеблющемуся) отказу от этноцентрических и антропоцентрических установок, тем самым лишив вытесненное его способности ужасать. На смену этому в поздней прозе Лавкрафта приходит возвышенный страх перед космосом, слишком огромным, чтобы быть понятым. Внешние силы предстают не как источники ужаса, но как пути к пониманию не-антропоцентрической, механистической Вселенной». Этот переход от «ужаса» (horror) к «страху» (terror) знаменует собой превращение космического индифферентизма из психологической реакции в онтологическую позицию: если ранний Лавкрафт ещё апеллировал к человеческому страху перед неизвестным, то поздний утверждает необходимость принять безразличие космоса как фундаментальную истину.

В современной философской дискуссии концепция космического индифферентизма, или «космицизма», обрела новую жизнь в связи с этическими вопросами, поставленными развитием искусственного интеллекта. В работе 2025 года «Космицизм и искусственный интеллект: за пределы человекоцентричного ИИ» («Cosmicism and Artificial Intelligence: Beyond Human-Centric AI») исследователь из Кембриджского университета предлагает использовать лавкрафтовскую философию как эвристическую рамку для осмысления вызовов, связанных с появлением нечеловеческих форм интеллекта. Автор утверждает: «Космицизм с его акцентом на незначительности человечества в огромной, безразличной Вселенной предлагает провокационную оптику для переоценки целей, траектории и этического обоснования ИИ». В рамках этого подхода развивается концепция «космической скромности» (cosmic humility), которая предполагает признание пределов человеческого понимания и необходимость разрабатывать системы, ориентированные не на контроль и доминирование, но на сосуществование и сдерживание.

Особое значение в этой новой этике приобретает различение между злонамеренностью и безразличием. Как отмечается в исследовании: «Центральное аналитическое различие, подчёркиваемое космицизмом, заключается в том, что агентам необязательно быть злонамеренными, чтобы быть катастрофическими; безразличие — действие в соответствии с целями, которые не ставят человеческое процветание на первое место — может производить исходы, которые являются экзистенциально вредными». Это различие позволяет переформулировать проблему «выравнивания» (alignment) ИИ: вопрос не в том, чтобы гарантировать добрую волю искусственного интеллекта, но в том, чтобы признать, что системы, оптимизирующие собственные, непрозрачные для человека цели, могут причинить вред именно в силу своего безразличия к человеческим ценностям.

В начале XXI века также произошло неожиданное возрождение интереса к механистическому материализму как философской позиции. В 2025 году вышла книга Кокшотта и Майкелсона «Защищая материализм: непростая история атома в науке и философии» («Defending Materialism: The Uneasy History of the Atom in Science and Philosophy»), в которой предпринята попытку реабилитировать механистический материализм, очистив его от наслоений как диалектического материализма (диамата), так и постмарксистской критики. Как отмечает в рецензии Джонатан Фарди, авторы книги стремятся «возобновить материализм, но такого рода, который, как можно было бы подумать, мёртв как собака: механистический материализм». Они утверждают, что представление о механике, восходящее к Ньютону, было несправедливо скомпрометировано как «вульгарный марксизм», тогда как в действительности оно остаётся научно строгим и необходимым для понимания как природы, так и общества. Авторы проводят линию от античных атомистов через Ньютона к Марксу, чья докторская диссертация была посвящена греческому атомизму, и утверждают, что «механицизм и материализм — это одно и то же», а все попытки преодолеть механистический материализм на деле являются формами идеализма.

Одновременно с этим развивается традиция, которую можно назвать «органическим материализмом» или «биологическим органицизмом». Мыслитель Камила Квапиньска в диссертации «О спекулятивном отношении мышления и материи» («On the speculative relationship between thought and matter», 2024) разрабатывает теорию биологического органицизма на основе переосмысления работ Шеллинга и Уайтхеда. Философ Квапиньска утверждает, что механистический материализм содержит фундаментальную ошибку — «бифуркацию природы» (bifurcation of nature), то есть разделение природы как переживаемой и природы как причины этого переживания. Органический материализм, по мысли автора, преодолевает это разделение, утверждая, что «мышление укоренено в материи» и что материя сама обладает внутренней активностью и способностью к самоорганизации. В рамках этого подхода критика механистического материализма переплетается с критикой глобального капитализма, который, по мнению автора, тотализирует специфическую «космотехнику» (cosmotechnics), основанную на механистическом мировоззрении, и тем самым ограничивает био- и ноо-разнообразие.

Полемика между сторонниками и критиками механистического материализма в XXI веке ведётся по нескольким линиям. Во-первых, это спор о том, возможно ли непротиворечивое материалистическое объяснение сознания. Философы, такие как Дэвид Чалмерс, утверждают, что механистический материализм не может объяснить феномен сознания (трудную проблему), тогда как сторонники элиминативного материализма (Пол Черчленд) настаивают, что наше интуитивное представление о сознании есть не более чем народная психология, подлежащая замене научным объяснением. Во-вторых, это дискуссия о природе детерминизма и свободы воли: сторонники компатибилизма (Дэниел Деннетт) утверждают, что механистическая картина мира совместима с моральной ответственностью, тогда как их оппоненты настаивают на необходимости преодоления механистического редукционизма для сохранения человеческой агентности. Как отмечается, «главные пункты дебатов между антропическими механицистами и анти-механицистами по-прежнему сосредоточены на двух темах: сознании и свободе воли».

В области политической философии спор о механистическом материализме принял форму дискуссии о природе марксистской диалектики. Сторонники «новой материалистической» школы (Беннетт, Брайдотти) утверждают, что традиционный марксистский материализм слишком механистичен и не способен учесть агентность нечеловеческих акторов — животных, экосистем, технологий. В противовес им защитники классического марксизма (включая авторов книги «Защищая материализм») настаивают, что именно механистический материализм, понятый в его научной строгости, остаётся единственной последовательной основой для критической теории. Как пишут Кокшотт и Майкелсон, их цель — «воссоединить Маркса с наукой механики, логикой, теорией информации и диалектикой (как методом, а не онтологией), чтобы открыть новое пространство для материалистической мысли, которое воспринимает научность работы Маркса всерьёз».

Космический индифферентизм в современной культуре также претерпел трансформацию. Если у Лавкрафта это была философия безнадёжности и отчаяния перед лицом безразличного космоса, то в современных интерпретациях он превращается в этический ресурс для выработки «пост-антропоцентрической» позиции. В работах по философии технологий и экологической этики космический индифферентизм предлагается как средство преодоления человеческой гордыни и выработки более ответственного отношения к тем формам существования, которые не укладываются в антропоцентрические рамки. Как сформулировано в исследовании по этике ИИ: «Космицизм приглашает нас отказаться от человекоцентризма и признать пределы нашего понимания, принять потенциальную автономию нечеловеческих интеллектов и проектировать системы, которые ставят во главу угла сосуществование, а не доминирование».

Таким образом, истории механистического материализма показывает, что эти концепции, возникшие в XVII–XVIII веках и получившие классическое оформление в XIX веке, не только не исчезли в XX–XXI веках, но претерпели сложную эволюцию. Механистический материализм, подвергнутый радикальной критике со стороны процессуальной философии, постструктурализма и новых материализмов, нашёл неожиданных защитников в лице философов, стремящихся восстановить его научную строгость и политическую актуальность. Космический индифферентизм, перейдя из философских трактатов в художественную литературу и затем в современную этику, превратился из пессимистической онтологии в ресурс для выработки пост-антропоцентрической позиции, способной ответить на вызовы экологического кризиса и технологической сингулярности.