В сентябре 2014 года были объявлены финалисты ежегодной премии «Просветитель», одним из которых стал астрофизик Борис Штерн, автор книги об истории создания и современном состоянии теории космологической инфляции. Мы поговорили с автором о его книге и вкладе отечественных ученых в развитие взглядов на происхождение Вселенной.

— Ваша книга, с одной стороны, для широкого круга читателей, но все-таки об очень сложной теме. Скажите, почему вы решили писать популярную книгу, посвященную такой теме?

— Во-первых, потому, что сложные темы существуют. Это важная тема, мировоззренчески важная. Сложные темы тоже должен кто-то брать. С другой стороны — как писать? Можно и про сложные темы писать в стиле чистой попсы. На самом деле книжки Хокинга к этой попсе очень близки, хотя их стиль считается хорошим. Попсовая книга вроде понятней и легче, но она не может передать духа науки и сути предмета. У меня немного другая задача была: чтобы эта книга обладала узким, но сильным действием. Чтобы ее хорошо воспринимали люди с живыми мозгами, чтобы из этой книги человек начал чувствовать, что такое наука, как она работает. Книжка популярная, но непопсовая, это сознательный выбор. Хотя этим, конечно, ограничивается ее аудитория. Но если прочтение книги повлияет на дальнейшую судьбу хотя бы нескольких человек — уже ради этого стоило ее писать.

— Главное достоинство вашей книги — большое количество интервью с людьми, которые действительно внесли серьезный вклад в развитие теории инфляции. Расскажите, как вы с ними списывались, как они отреагировали на эту идею? Сложно ли было договориться?

— Это все мои знакомые еще с 80-х годов. Вместе ездили на конференции, вместе сидели по вечерам, как говорят, за «рюмкой чая», пели под гитару, так что они все мои старые знакомые. Не то что друзья, просто знакомые. Где-то в 2000-х, уже намного позже, пришла в голову идея написать именно серию интервью. Вообще говоря, с этой серией интервью и возникла идея книжки. В Институте космических исследований РАН регулярно проводится конференция, на которую съезжается наша диаспора. Там я одновременно поймал двоих: Вячеслава Муханова и Алексея Старобинского. Рассказал, что у меня возникла идея: давайте возьмем у всех вас интервью, опубликуем сначала серию интервью в «Троицком варианте», а потом книжку сделаем, еще и Андрея Линде привлечем. Они согласились сразу же. Но потом я понял, что на самом деле из одних интервью книжка не получится, потому что нужен бэкграунд для читателя. Имеет смысл писать для читателей, которые, да, с живыми мозгами, которые, да, способны во все это въехать, но они еще не знают ничего по данной теме. Вот так надо выбирать читателя: живые мозги, но отсутствие бэкграунда, который еще не знает предмета, его надо ввести. Поэтому идея трансформировалась: пусть будет серия интервью, но это будут интервью в книжке, излагающей предмет.

В общем, я видел, что людям такая книжка нужна, я где-то проболтался о ней, меня уже стал из издательства ЭКСМО знакомый спрашивать: «Давай, давай! Когда же? Мы тебе аванс заплатим». Я тянул, как-то еще не чувствовал себя готовым.

Наконец, когда мы с Рубаковым написали несколько статей про космологию в «Троицком варианте», я почувствовал, что пора. Уже достигаешь такого возраста, когда понимаешь, что откладывание на неопределенное время может стать вообще откладыванием на никогда.

Я по теме книги не профессионал — я астрофизик, то есть занимаюсь объектами современной Вселенной, а не космологией. Мне нужен был профессионал именно по космологии, и я предложил Рубакову стать соавтором. Он мне сразу же определенно ответил, что не будет из-за нехватки времени, но согласился прочитать и отловить все ляпы. Поэтому он стал научным редактором. Когда я написал Линде, то он сразу согласился дать интервью. В какой-то момент я жутко устал, книжку надо было быстрее дописывать, мне показалось, что я не успеваю сделать интервью с Мухановым. Тогда меня Линде наставил на путь истинный, убедил, что вклад Муханова огромен, без него картина будет неполной. Это интервью стало последним и в общем получилось удачным.

— Давайте поговорим об альтернативной сюжетной линии, посвященной гипотетическим жителям подледного океана на Европе, спутнике Юпитера. Она призвана показать, как в науке делаются выводы на основе косвенных данных. Почему вы выбрали именно европиан? Была ли какая-нибудь другая идея?

— Эта идея у меня тоже давняя, возникшая раньше идеи этой книжки. Как исследуют мир существа, которые обладают совсем другой информацией, нежели мы? Другими органами чувств или живут в совсем другой среде. У меня была такая идея: есть нейтронная звезда, в ней есть сверхтекучий слой, в котором тоже какие-то сложные структуры могут возникать. Если там появился какой-то разум из таких сложных структур, то как он представляет себе Вселенную? Но это тяжело представить и объяснить.

Другая, уже более очевидная идея про европиан появилась позже. Но она тоже возникла независимо от книжки. Потом я просто сообразил, что на самом деле здесь много аналогий: мы исследуем сферу последнего рассеяния, у них — сфера льда, ничего больше нет. Что-то есть похожее. С другой стороны, это такой момент, на котором читатель может немножко развеяться и отдохнуть. Но на самом деле там тоже надо думать — почему поворачивающийся гироскоп свидетельствует о вращении планеты, например, тоже не все сразу соображают, нужно немножко напрячься.

— В книге есть отступления от основного повествования, например про астронома Фреда Хойла и его отношение к Большому взрыву, что подчеркивает сложность для восприятия таких идей. Как вы считаете, важно донести мировоззренческую концепцию, заложенную в книге, или люди могут без этого жить? Необходима ли она им?

— Люди точно могут жить без этого, но будут ли они в той же степени разумными? Аналогия здесь очень простая: люди и без культуры могут жить. Космология, как и другие области науки, есть важный элемент культуры, философии, вообще мировоззрения. Человек, который воспринимает культуру, у которого есть достаточно глубокое мировоззрение, пригодится и в других местах — такой человек умнее и развитее, пользы от него больше. Чтобы человек был развитым, это мировоззрение должно быть интересным и захватывающим. Мне кажется, что космология как раз такая и есть: она поражает воображение и делает человека более восприимчивым к другим вещам тоже.

— В книге упоминается много сложных понятий, например мир де Ситтера, фазовые переходы в ранней Вселенной и так далее. Как вам кажется, какие самые фундаментальные и важные представления должен усвоить читатель, чтобы он в целом правильно воспринял современную инфляционную картину?

— Первая сложная концепция, на которой человек очень часто стопорится и просто в ступор впадает, — это нетривиальная топология нашего трехмерного пространства. Человек не может представить себе замкнутое трехмерное пространство. Поэтому когда он слышит «Большой взрыв», то он представляет, что что-то откуда-то разлетается в пустоту. Это первый момент, что геометрия нашего пространства нетривиальна, это не бесконечное плоское пространство, это может быть сфера, но трехмерная сфера. Я пытаюсь на каждой популярной лекции объяснять, что, если бы не было ограничений на скорость света, мы бы где-то там, очень далеко могли видеть свой затылок. Это, конечно, вульгаризация, на самом деле картина сложней. Если бы не было ограничений на скорость передвижения, то можно было бы, двигаясь в одном направлении, вернуться с обратной стороны в этом пространстве. Когда человек это понимает, все становится намного легче.

Без понимания замкнутого трехмерного пространства человек не может понять, куда помещаются другие вселенные. Никуда они не помещаются — они в пространстве, которое с нами никак не связано либо связано узеньким горлышком. Человек не понимает, как из черной дыры можно вынырнуть в другой вселенной. На самом деле нельзя, но теоретически какие-то траектории, может быть, можно провести через черную дыру в другие вселенные. Понять, что топология пространства не столь тривиальна, очень важно.

Кстати, вскоре будем с Павлом Ивановым писать научный разбор фильма «Интерстеллар». Там есть много всякой ерунды, но есть очень полезная вещь, когда один из персонажей пытается объяснять, что такое кротовая нора, как складывается пространство — за это им спасибо. Несмотря на другие глупости этого фильма, очень хорошо, что там говорится о сложностях с топологией пространства. У широкого зрителя это как-то западет в мозг, и, возможно, следующий шаг будет сделать уже легче.

Понимание замкнутой топологии пространства, пожалуй, самое сложное. Конечно, планковский предел энергии, который в книге занимает не очень много места, тоже сложно понять, но он важен. Он появляется там и сям — предел, когда исчезает само классическое понятие пространства и времени. Чтобы это воспринимать, человек должен понимать квантовую механику, а это очень тяжело. Квантовую механику на самом деле никто не понимает согласно известному выражению Фейнмана.

— Через всю книгу проходит лейтмотив, что инфляция является достижением советских и российских ученых. Из имеющих непосредственное отношение к этой теории иностранцев упоминается только Алан Гут. Действительно ли можно сказать, что концепция инфляционной космологии развита нашими соотечественниками?

— Первая четверка ученых — трое наших соотечественников и Гут. Дальше были еще люди, среди которых уже соотношение не настолько в нашу пользу, там гораздо больше иностранцев, но это уже следующие эшелоны. А из первой четверки — да, трое были нашими ребятами. Это неудивительно, у нас была сильнейшая космологическая школа Зельдовича. Это великое прошлое нашей физики, причем именно космологии. У нас есть еще люди, которые сделали очень многое: к этой истории еще из наших имеет отношение Рашид Сюняев, тот же Рубаков, сам Зельдович и, конечно, Сахаров. У Сахарова две совершенно классические великие работы по космологии.

— Во время написания книги были объявлены результаты эксперимента BICEP, которые наделали много шуму. Если бы вы писали книгу сейчас, уже после того, как стало ясно, что из этих данных нельзя делать такие громкие выводы, то вы бы по-другому стали ее писать?

— Конечно, соответствующую часть я бы писал по-другому, но это было бы хуже, мне кажется. То, что была такая неопределенность, все так быстро менялось, все эти постскриптумы немножко оживляют, по-моему. Сейчас я бы написал как есть, но это была бы история, а не история, разворачивающаяся на наших глазах. Так что с этим повезло, я думаю.

— Считаете ли вы, что космологическая инфляция является в целом устоявшейся парадигмой? Можно ли к ней относиться как к завершенной теории?

— Нет, конечно, относиться как к завершенной нельзя, но как к сильно лидирующей концепции, не имеющей равных конкурентов, — можно. То есть конкуренты есть, но они уступают с точки зрения естественности, с точки зрения сложности, с точки зрения принципа Оккама, то есть привлечения новых сущностей. Инфляция является самым простым, самым экономным объяснением того, что мы видим. Но нельзя сказать, что она доказана. Здесь Рубаков правильно говорит, что это не теорема, чтобы считать ее доказанной. Нельзя сказать, что она завершена, потому что мы не знаем, что такое инфлатон, что это за поле, ответственное за раздувание. То ли это модель Старобинского, которая не требует инфлатона, то ли это какой-то другой механизм. У механизма могут быть вариации.

Рекомендуем по этой теме:
6351
Точная космология

— Вы ученый, но пишете популярную книгу в соавторстве с другими учеными. Вы считаете, что именно так надо писать научно-популярные книги? Их должны писать ученые с привлечением других специалистов?

— Книжки должны писаться по-разному. Это один из способов, наиболее эффективный, но имеющий свою сферу применимости. Такой вариант с привлечением других ученых неизбежно отпугнет слабо подготовленного читателя. Потому что заставить ученых говорить словами, совершенно понятными неподготовленному читателю, невозможно и не нужно, потому что тогда потеряется язык. Ученые должны говорить на своем естественном языке, который включает в себя сложные вещи. Автор может что-то из сказанного растолковать, но существенная часть работы падает на читателя: додумать, воспринять, перевести на свой собственный внутренний «язык». Это как восприятие сложной музыки, где складываются усилия сразу трех человек: композитора, исполнителя и слушателя. Зато и награда оказывается потрясающей.

Здесь что-то подобное: создатели теории, автор и читатель. Последний может и не знать общих сведений (их может и автор изложить, подвести к основной теме), но он должен быть способным понимать, въезжать в незнакомые ранее для него вещи. То есть это должен быть читатель, способный к саморазвитию, находящийся в стадии этого развития. Кстати, так и получилось: умные старшеклассники читают и задают потом очень правильные вопросы.