Ричард Докинз: Наша «странная» Вселенная

Мой заголовок: «Страннее, чем мы в состоянии предположить: Причудливость науки». «Страннее, чем мы в состоянии предположить» — это цитата Дж. Б. С. Холдейна, известного биолога, который сказал: «Теперь я подозреваю, что Вселенная не только страннее, чем мы предполагаем, но даже страннее, чем мы можем предположить. Я подозреваю, что на свете больше вещей, чем представляется, или может представиться, при любом подходе». Ричард Фейнман сравнил точность квантовых теорий — экспериментальных предсказаний — с указанием ширины Северной Америки с точностью до толщины одного волоса. Это означает, что квантовая теория в каком-то смысле верна. Но предположения, на которых квантовая теория основывается для осуществления этих предсказаний, настолько таинственны, что даже сам Фейнман признал: «Если вы думаете, что понимаете квантовую теорию, то вы не понимаете квантовую теорию».

Она настолько странна, что физики прибегают то к одной, то к другой парадоксальной ее интерпретации. Дэвид Дойч, который выступает здесь, в своей книге «Структура реальности» использует многомировую интерпретацию квантовой теории, ведь худшее, что можно про нее сказать — это то, что она нелепо расточительна. Она постулирует огромное и быстрорастущее количество Вселенных, существующих параллельно, взаимно необнаруживаемых кроме как через узкий иллюминатор экспериментов по квантовой механике. И это Ричард Фейнман.

Биолог Льюис Волперт полагает, что такая странность современной физики — это крайность. Наука, в отличии от технологии, попирает здравый смысл. Каждый раз, когда вы пьнте воду, отмечает он, вы скорее всего проглотите по крайней мере одну молекулу, которая прошла сквозь мочевой пузырь Оливера Кромвеля. Это всего лишь элементарная теория вероятности. Количество молекул в стакане воды намнoго больше числа стаканов или мочевых пузырей в мире, и, конечно, нет ничего особенного в Кромвеле или в мочевых пузырях. Вы только что вдохнули атом азота, который прошел через правое легкое третьего игуанодона слева от высокого саговниковидного дерева.

«Страннее, чем мы в состоянии предположить». Что вообще делает нас способными что-либо представлять, и говорит ли это нам что-нибудь о том, что вообще мы можем себе представить? Есть ли что-то во Вселенной, что всегда будет за пределами нашего понимания, но в пределах понимания другого — высшего разума? Есть ли что-то во Вселенной, что останется в принципе непонятным любому разуму, каким бы превосходящим он ни был?

История науки — это длинная череда сильных потрясений, когда поколение за поколением признают все возрастающий уровень странности Вселенной. Мы уже настолько привыкли к мысли, что Земля вертится, а не Солнце движется по небу — нам сложно представить, насколько сокрушительной была эта революция сознания. Очевидно ведь, что Земля огромна и неподвижна, а Солнце маленькое и постоянно в движении. Но, стоит вспомнить комментарий Витгенштейна на эту тему. «Скажи мне, — спросил он друга, — почему люди всегда говорят, что было естественно полагать, что Солнце крутится вокруг Земли, а не наоборот — что крутилась Земля?» Друг ответил: «Ну, видимо потому, что это просто выглядит так, будто Солнце крутится вокруг Земли». «А на что это было бы похоже, — спросил Витгенштейн, — если бы это выглядело, как будто крутится Земля?»

Наука показала нам, вопреки непосредственному восприятию, что кристаллы и камни, кажущиеся твердыми, на самом деле почти полностью состоят из пустоты. И хорошо знакомый пример: ядро атома — это муха посреди стадиона, а следующий атом — это следующий стадион. Так что, похоже, что самый твердый, плотный камень — это практически пустота, прерываемая только мелкими частицами, настолько далеко расположенными, что они не должны считаться. Тогда почему же камни выглядят и ощущаются такими монолитными, твердыми и непроницаемыми? Как эволюционный биолог я бы сказал так: наш мозг развился, чтобы помочь нам выжить среди таких величин размера и скорости, которыми оперируют наши тела. Мы эволюционировали не для того, чтобы ориентироваться в мире атомов. Если бы это было так, то наш мозг вероятно считал бы, что камни наполнены пустотой. Камни твердые на ощупь именно потому, что такие объекты, как камни и руки, не могут проходить друг сквозь друга. Следовательно, это практично, чтобы наш мозг оперировал понятиями вроде «твердый» и «непроницаемый», ведь именно они помогают нам ориентироваться в нашем мире среднеразмерных объектов.

Рассматривая крайние значения величин — нашим предкам никогда не приходилось летать в космосе на скоростях, близких к скорости света. Если бы приходилось, то мы гораздо лучше понимали бы Эйнштейна. «Средний мир» — это мое название нашей среднеразмерной реальности, в которой мы развили свои навыки и действия. Ничего общего со Средиземьем, Средний мир. Мы — жители Среднего мира, и это ограничивает рамки нашего воображения. Мы с легкостью можем представить себе, как заяц, скачущий со скоростью примерно равной средней скорости зайцев или еще каких-нибудь объектов Среднего мира, врезается в другой объект — например, в камень — и падает.

Позвольте представить генерала-майора Альберта Стаблбайна Третьего. В 1983 году — командир военной разведки. Он смотрел на стену своего офиса в Арлингтоне, шт. Вирджиния, и решился. Несмотря на устрашающую перспективу, он решил пройти в соседний офис. Он встал и вышел из-за стола. «Из чего состоят атомы? — подумал он. — Из пустоты». Он сделал первый шаг. «Из чего состою я? Из атомов». Он ускорил свой шаг, почти перешел на бег. «Из чего состоит стена? Из атомов». «Мне нужно лишь погрузить одну пустоту в другую». Затем генерал Стаблбайн врезался носом в стенку. Стаблбайн, командующий 16 000 солдат, был поставлен в тупик повторяющимися неудачными попытками пройти сквозь стену. У него не было сомнений, что однажды это станет стандартным инструментом в военном арсенале. Кто бы смог шутить с армией, способной на такое? Это было из статьи в Playboy, которую я читал на днях.

У меня есть все основания считать это правдой. Я читал Playboy, потому что там была и моя статья. Человеческой интуиции, обученной в Среднем мире, сложно без посторонней помощи поверить Галилею, когда он говорит, что тяжелый и легкий предметы без сопротивления воздуха упадут на землю в одно и то же мгновение. Ведь в Среднем мире сопротивление воздуха присутствует всегда. Если бы мы эволюционировали в вакууме, мы бы ожидали, что они упадут на землю одновременно. Если бы мы были бактериями, постоянно борющимися с тепловым движением молекул, все было бы иначе. Но мы, жители Среднего мира, слишком большие, чтобы заметить броуновское движение. Таким же образом наше существование подчиняется силе тяжести, но не ощущает воздействия силы поверхностного натяжения. У маленького насекомого все было бы ровно наоборот.

Стив Гранд — он на фотографии слева, Дуглас Адамс — справа. Стив Гранд в своей книге «Творение: Жизнь, и как ее создать» резко критикует нашу озабоченность материей как таковой. У нас есть склонность полагать, что только твердые, материальные вещи могут считаться настоящими предметами. Колебания электромагнитных волн в вакууме не кажутся нам настоящими. Викторианцы считали, что волны должны существовать в некой материальной среде — в эфире. Но мы прибегаем к спасительной материи только потому, что эволюционировали, чтобы выжить в Среднем мире, в котором материя служит полезным вымыслом. Водоворот для Стива Гранда настолько же реален, насколько и камень.

В пустынной равнине в Танзании, в тени вулкана Оль Дойньо Ленгаи есть дюна из вулканического пепла. Самое красивое в ней то, что она движется целиком. Это явление известно как бархан, и вся дюна передвигается по пустыне в западном направлении со скоростью около 17 метров в год. Она сохраняет форму полумесяца и движется по направлению рогов. Это происходит из-за того, что ветер надувает песок вверх по пологому склону, и когда песчинка долетает до самого верха дюны — она ниспадает каскадом внутрь полумесяца, и так вся дюна передвигается. Стив Гранд указывает, что все мы — и вы, и я — более похожи на волну, чем на постоянное нечто. Он предлагает нам, читателям «вспомнить случай из своего детства, который вы ясно помните, что-то, что вы можете увидеть, ощутить, может даже почувствовать запах, как будто вы прямо там. Ведь вы и правда были там тогда, не так ли? Иначе, как бы вы могли это помнить? Но вот потрясающий факт — вас там не было. Нет ни единого атома в вашем теле сегодня, который был бы там в тот день. Материя перетекает с места на место и на мгновение соединяется, чтобы стать вами. Так что, чем бы вы ни были, вы не то, из чего сделаны. Если от этого у вас не идут мурашки по коже — прочтите снова, пока не пойдут, потому что это важно».

Так что «настоящий» — не то слово, которое стоит использовать с полной уверенностью. Если бы у нейтрино был мозг, который бы развился у его предков размером с нейтрино, он бы сказал, что по-настоящему камни состоят из пустоты. Наш же мозг развился у предков среднего размера, которые не могли проходить сквозь камни. «Настоящее» для животного — это то, что необходимо его мозгу, чтобы выжить, и из-за того, что разные виды живут в разных мирах, существует беспокоящее разнообразие «настоящих» реальностей. То, что мы видим вместо настоящего мира — это не какая-то голая реальность, а всего лишь его модель, контролируемая и регулируемая нашими органами чувств, устроенная так, чтобы быть полезной в наших взаимодействиях с настоящим миром.

Сущность модели зависит от того, к какому виду животных мы относимся. Для летающего животного нужна совсем другая модель, чем для ходящего, ползающего или плавающего. Мозгу обезьяны необходима программа для обработки трехмерного мира ветвей и стволов. Программа крота будет построена для модели мира под землей. Мозгу водомерки совсем не нужна трехмерность, ведь она живет на поверхности пруда, во флатландии, как в одноименном романе Эдвина Эбботта.

Я как-то предположил, что летучие мыши буквально видят цвет ушами. Модель мира, которая необходима летучей мыши для ориентации в трехмерном пространстве и охоты за насекомыми, должна быть очень похожей на модель мира любой летающей птицы, ведь летающая днем ласточка должна выполнять схожие виды задач. То, что летучая мышь использует эхо в кромешной тьме для ввода текущих переменных в свою модель, в то время, как ласточка использует свет — второстепенно. Я даже предположил, что летучие мыши используют воспринимаемые оттенки, вроде красного и синего, как метки — внутренние метки, для некоторых полезных аспектов эха — возможно для описания акустической текстуры поверхностей, пушистых или гладких, и так далее, точно так же, как ласточка или как мы используем воспринимаемые оттенки — красноту и синеву — для описания длинных и коротких волн света. Нет ничего обязательно присущего красному цвету, что делает его длинной волной.

Суть в том, что характер модели определяется тем, как она будет использоваться, а не то, какие органы чувств задействованы в ее восприятии. Сам Дж. Б. С. Холдейн упоминал о животных, в мире которых доминирует запах. Собаки могут различить две очень похожие жирные кислоты, причем в сильно разбавленном растворе: каприловую кислоту и капроновую кислоту. Единственная разница между ними в том, что у одной есть дополнительная пара атомов углерода в цепи. Холдейн предполагает, что собака может разместить кислоты в порядке их молекулярного веса по их запахам так же, как человек может упорядочить струны пианино по длине звуковой волны, используя звучание ноты. Есть еще одна жирная кислота, каприновая, похожая на предыдущие две, но у нее на два атома углерода больше. Собаке, которая никогда с ней не встречалась, пожалуй не составит большего труда представить ее запах, чем нам представить трубу, играющую на одну ноту выше, чем мы слышали ранее. Вполне возможно, что собаки, носороги и другие животные, ориентирующиеся по запаху, способны нюхать в цвете. И аргумент в пользу этого будет точно такой же, как и для летучих мышей.

Средний мир — диапазон скоростей и величин, среди которых мы развились и чувствуем себя комфортно — немного похож на узкий диапазон электромагнитного спектра, который мы видим как разноцветный свет. Мы слепы ко всем частотам за его пределами, если только мы не прибегаем к помощи инструментов. Средний мир — это узкий диапазон реальности, который мы считаем нормальным, в противоположность странности миров очень маленького, очень большого или очень быстрого. Мы можем применить подобную шкалу и к невероятным событиям — нет ничего абсолютно невозможного. Чудеса — это просто события, которые крайне маловероятны. Мраморная статуя может помахать нам рукой — атомы, составляющие ее кристаллическую структуру, все-равно колеблются туда сюда. Но потому что их так много и между ними нет согласия об избранном направлении движения, мрамор, такой, как мы видим его в Среднем мире, остается неподвижным. Но атомы в руке могут вдруг подвинуться одновременно в одном и том же направлении, снова и снова. В этом случае рука подвинется, и мы увидим статую, машущую нам в Среднем мире. Конечно, вероятность этого настолько мала, что если бы мы начали писать нули с момента зарождения Вселенной, мы все равно не написали бы достаточно и сегодня.

Эволюция в Среднем мире не подготовила нас обращаться с крайне маловероятными событиями — мы недостаточно долго живем. На безбрежных просторах астрономического пространства и геологического времени то, что кажется невозможным в Среднем мире, может оказаться неизбежным. Один способ вообразить это — сосчитать планеты. Мы не знаем, сколько планет во Вселенной, но приблизительно их 10 в 20 степени, или 100 миллиардов миллиардов. И это дает нам простой способ оценить, насколько жизнь невероятна. Можно поставить некие ориентиры на спектре вероятностей, который будет похож на электромагнитный спектр, который мы только что рассматривали.

Если жизнь появилась всего однажды на каждой — я имею ввиду, что если бы жизнь могла возникнуть однажды на каждой планете — она была бы крайне распространена, или она могла возникнуть раз на звезду, или раз на галактику, или даже один раз на всю Вселенную. В этом случае это обязательно произошло бы здесь. И еще где-то появился бы шанс лягушке превратиться в царевну и прочим подобным волшебным вещам. Если жизнь появилась только на одной планете во всей Вселенной — это наша планета, ведь мы вот тут это сейчас обсуждаем. И это означает, если мы хотим это как-то применить, нам можно принять без доказательств, что химическая реакция, которая положила начало жизни, так же маловероятна как 1 к 100 миллиардов миллиардов. Я не думаю, что мы можем это как-нибудь применить, потому что подозреваю, что жизнь довольно часто встречается во Вселенной. И когда я говорю часто, она все равно может быть такой редкой, что ни один островок жизни никогда не встретит другой, и это грустно.

Как нам интерпретировать фразу «страннее, чем мы в состоянии предположить»? Страннее, чем можно было бы предположить в принципе, или страннее, чем мы можем предположить, учитывая те ограничения, которые накладывает на наш мозг обучение эволюцией в Среднем мире? Можем ли мы, путем обучения и практики, освободить себя от ограничений Среднего мира и достичь какого-то интуитивного, а также математического понимания очень малого и очень большого? Я искренне не знаю ответа. Мне интересно, сможем ли мы помочь себе понять, скажем квантовую теорию, если бы наши дети играли в компьютерные игры, начиная с раннего детства, в которых был бы некий выдуманный мир шариков, проходящих сквозь две щели на экране, мир, в котором странности квантовой механики усиливались бы компьютерной фантазией так, что они стали бы привычными в масштабах Среднего мира. И, аналогично, релятивистские компьютерные игры, в которых объекты на экране демонстрируют Лоренцево сокращение, и так далее. Попытаться самим прийти к образу мышления, привести детей к такому образу мышления.

Я хотел бы закончить предложением применить идеи Среднего мира к нашему восприятию друг друга. Большинство ученых сегодня придерживаются механистического взгляда на разум: мы такие, как есть, потому что наш мозг так устроен, наши гормоны так устроены. Мы были бы другими, наш характер был бы другим, если бы другими были наша нейроанатомия и физиологическая химия. Но мы, ученые, непоследовательны. Если бы мы были последовательны, наша реакция на плохого человека, например, детоубийцу, должна была быть вроде «у этого устройства неисправный компонент, его надо починить». Но мы так не говорим. Мы говорим — и я включаю сюда наиболее механистических из нас, наверное, и себя тоже — мы говорим — «Гнусное чудовище, тюрьма слишком хороша для тебя». Или, еще хуже, мы требуем возмездия, что по всей вероятности запускает следующий этап в нарастающем круговороте ответного возмездия, который мы, конечно же, видим сегодня по всему миру. Короче говоря, когда мы думаем как ученые, мы считаем людей замысловатыми и сложными устройствами, вроде компьютеров или автомобилей, но когда мы думаем как люди, то ведем себя, как персонаж Базил Фаулти из британского сериала, который избил свой автомобиль, чтобы проучить его, когда тот не завелся в эпизоде «Вечер гурмана».

Причина, по которой мы одушевляем такие вещи, как автомобиль и компьютер, состоит в том, что, как и обезьяны, живущие в мире деревьев, и кроты, живущие в подземном мире, и водомерки, живущие в двухмерном мире сил поверхностного натяжения — мы живем в социальной среде. Мы плывем сквозь море людей — социальную версию Среднего мира. Мы развили умение предсказывать поведение других, став блестящими, интуитивными психологами. Относиться к людям как к машинам может быть правильно с точки зрения науки и философии, но это напрасная трата времени, если вы хотите угадать, что этот человек собирается делать дальше. Практически полезный способ смоделировать человека — это относиться к нему как к целеустремленному субъекту со своими удовольствиями, страданиями, желаниями и намерениями, чувством вины и степенью виноватости. Персонификация и приписывание преднамеренной цели — настолько блестящий, успешный способ моделировать людей, что неудивительно, что та же программа срабатывает в неподходящих моментах, когда мы имеем дело с ситуациями, для которых она не подходит, вроде Базила Фаулти с машиной или миллионами людей, заблуждающихся о Вселенной в целом.

Если Вселенная страннее, чем мы можем предположить, то не потому ли это, что мы прошли естественный отбор, позволяющий нам предполагать только то, что нам было необходимо для выживания в Африке в эпоху Плейстоцена? Или наш мозг достаточно гибок и универсален, и мы сможем научить самих себя вырваться за границы нашей эволюции? Или, в конечном счете, во Вселенной есть вещи настолько странные, что никакая философия самых богоподобных существ никогда их себе не представит? Большое спасибо.

Перевод: Руслан Черный
Редактор: Инна Купер

Источник