Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности - Энтони Агирре

вообразить следующую процедуру, разбитую на несколько этапов: для начала определяем положение и скорости всех интересующих нас частиц и находим все имеющиеся в тот же начальный момент поля. Затем пересматриваем положения частиц, исходя из их скоростей. Также рассчитываем силу, действующую на каждую частицу со стороны полей в точке ее расположения, и на основании этого пересчитываем скорости всех частиц. Наконец, пересчитываем значения полей везде в пространстве, исходя из динамики этих полей, а также положения и скоростей всех частиц. Мы можем повторить эту процедуру для следующего момента и, последовательно используя эту процедуру, проследить самосогласованным образом траектории всех частиц.

Трудно переоценить возможности и успешность подобной процедуры, основанной на этих теориях. Уравнения Ньютона (или, если необходимо, уравнения Эйнштейна) позволили уже на несколько веков вперед вычислить дату и час затмений (с точностью до минут!). В компьютере, на котором я пишу эту книгу, содержатся миллиарды мельчайших элементов схем, работа которых управляется уравнениями Максвелла[36]. Для того чтобы все схемы работали правильно, для их расчета и изготовления требуются тщательность, знания и терпение. Но при этом тут нет никакой неопределенности — законы физики в точности предскажут, как данная схема будет себя вести.

На базе этих успехов в начале двадцатого века физики сформировали мировоззрение, основанное на том, что мир состоит всего из трех вещей — пространства-времени, частиц и полей. Частицы порождают поля, заполняющие и искривляющие пространство-время. Пространство-время и поля в нем управляют движением частиц. Этот подход подразумевает формирование замкнутого и самосогласованного цикла, позволяющего делать прогнозы: при заданной точной структуре пространства, известных полях и положениях всех частиц существует математическая процедура, позволяющая рассчитать структуру пространства, поля и положения всех частиц в любой последующий момент времени. Согласно этой физической картине, если какое-то существо, например джинн ибн-ла-Плас, знал бы в какой-то момент точное состояние всей Вселенной или ее части, он смог бы узнать ее состояние во все прежние и будущие моменты времени.

Это существо, естественно, придумано. Было бы невозможно с помощью как существующих, так и будущих технологий ни определить, ни рассчитать пути даже мельчайшей доли миллиона миллиарда миллиардов (1024) атомов, составляющих даже самые маленькие из окружающих нас предметов. Основная роль, которую играет джинн на страницах моей книги, — это служить мысленным экспериментом для выяснения того, что в принципе возможно, хотя и чертовски трудно реализуемо на практике. Если бы мир был таким, каким он описывался классической физикой в начале двадцатого века, то для совершенно точного предсказания будущего (и прошлого) в принципе было бы достаточно той информации, которая существует прямо сейчас, — но на практике мы такие предсказания делать не можем.

Судя по всему, впервые с точки зрения физики эту линию рассуждений связно представил в 1821 году Пьер Симон де Лаплас (по-видимому, названный как раз в честь упомянутого ранее вымышленного джинна), и ее можно назвать философией научного детерминизма. Он изящно изложил это так:

Разумное существо, которое в любой момент знало бы все движущие силы природы и взаимное расположение образующих ее существ, могло бы — если бы его разум был достаточно обширен для того, чтобы проанализировать все эти данные, — выразить одним уравнением движение и самых больших тел во Вселенной, и мельчайших атомов. Для такого разума не осталось бы никакой неопределенности, и будущее открылось бы перед его взором точно так же, как и прошлое[37].

Эта точка зрения подтверждает правдивость возможности, обсуждаемой нами в коане «СУЩНОСТЬ ВРЕМЕНИ»: на фундаментальном уровне судьбоносное решение, которое вы примете завтра, не отличается от решения, которое вы приняли вчера. Оба решения одинаково реальны и окончательны, просто случилось так, что человек, читающий это предложение, еще не знает про решение, которое будет принято завтра. И, в любом случае, вчерашний день никуда не «делся»: он так же реален и такой же «настоящий», как и тот момент, в который это следующее предложение прочитано. Если бы джинн существовал и сидел рядом с вами, он бы сказал вам, какое именно решение вы примете завтра, — и что бы вы ни Делали, ничто на свете не могло бы помешать вам принять это решение. Для джинна попытка изменить это решение выглядела бы подобно тому, как если бы одно слово на этой странице боролось за то, чтобы изменить другое слово. Эйнштейн сказал об этом так: «Для нас — верующих физиков — различие между прошлым, настоящим и будущим — только иллюзия, хотя мы за нее упорно держимся»[38].

Это довольно сложное логическое построение, в конечном итоге отрицающее, казалось бы, совершенно ясное интуитивное представление о том, что вы можете изменить будущее (которое еще не существует), но никак не прошлое (которое существует, но в него нельзя вернуться), и о том, что вы в действительности свободны принимать решения, влияющие на будущее. Но реальная ли это свобода или кажущаяся — вопрос, который издавна беспокоит тех из нас, кто глубоко задумывается над устройством мира и с религиозной, и со светской точек зрения.

Давно известен богословский дискурс, возникший в попытке примирить всемогущего Бога с данной им человеку свободой выбора: если Бог (или Аллах) всемогущ, тогда он (как джинн или разум Лапласа) не может не знать, какой выбор мы сделаем, так что выбор уже определен, если даже пока не сделан. И с религиозной, и с моральной точек зрения проблема выглядит удручающе: если у нас нет реальной возможности выступать в качестве самостоятельного субъекта, тогда как мы можем быть ответственными за свой моральный выбор? Какой вообще смысл имеют понятия добра и зла, если наш выбор не свободен?

Хотя подобные парадоксы неизбежно сопровождают веру во всезнающее божество, они родились задолго до того, как такая вера широко распространилась. В западной мысли эта идея носилась в воздухе уже в Древней Греции, она нашла свое отражение в атомизме Левкиппа и Демокрита, натурализме Анаксагора и знаменитом объяснении Сократа (к которому мы еще вернемся) причин того, почему он остался в Афинах, где его ждала казнь.

На Древнем Востоке карма (понятие, которое грубо можно перевести как «причина — следствие») положена в основу как физических, так и ментальных явлений. Она было также ключевой частью учения Будды. Он считал, что ментальные или физические явления суть неизбежное следствие причин и условий, порождающих эти явления: «Когда есть это, есть и то. Из появления этого появляется и то. От исчезновения этого исчезает и то»[39].

Научный детерминизм представляет в каком-то смысле логическую кульминацию этих идей: состояние Вселенной в