Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой.

Докинз Ричард

Магия имеет различные формы. Сверхъестественную магию наши предки использовали для того, что — бы объяснить мир, прежде чем они разработали научный метод. Древние египтяне объясняли ночь, предполагая, что богиня Нут проглатывала солнце. Викинги верили, что радуга — мост на землю для богов. Японцы имели обыкновение объяснять землетрясения заколдованным гигантским сомом, который несёт мир на своей спине — землетрясения происходят каждый раз, когда он щёлкает своим хвостом. Это волшебные, удивительные сказки. Но есть другой вид магии и он заключается в радости открытия реальных ответов на эти вопросы. Это магия реальности — наука.

Наполненная искусными мысленными экспериментами, ослепительными примерами и поразительными фактами, «Магия реальности» объясняет огромный диапазон природных явлений. Из чего состоит вещество? Каков возраст вселенной? Почему континенты напоминают разъединённые части пазла? Что вызывает цунами? Почему существует так много видов растений и животных? Кто был первым мужчиной, или женщиной? Это — наглядная детективная история, от которой не оторваться, и которая не только перерывает все науки в поисках улик, но также и учит читателей думать как учёные.

Ричард Докинз, самый знаменитый биолог — эволюционист и один из самых страстных сторонников научного просвещения, он посвятил свою карьеру объяснению чудес науки взрослым читателям. Но теперь, в драматическом путешествии, он объединился с известным художником Дэйвом Маккином и использовал свой непревзойдённый талант рассказчика, чтобы разделить волшебство науки с читателями всех возрастов. Это сокровища для любого, кто когда‑либо задавался вопросом, как устроен мир. Докинз и МакКин создали иллюстрированное руководство по секретам нашего мира — и Вселенной за его пределами — которое будет развлекать и информировать долгие годы.

Клинтон Джон Докинз 1915–2010

Мой любящий отец

Что такое реальность? Что такое магия?

РЕАЛЬНОСТЬ ЭТО ВСЁ, что существует. Звучит просто, не так ли? В действительности это не так. Существует множество проблем. Как быть с динозаврами, которые существовали когда‑то, но не существуют сейчас? Как насчёт звёзд, которые настолько далеко, что к моменту, когда их свет дойдёт до нас и мы сможем их увидеть, они уже могут погаснуть?

К динозаврам и звёздам мы вернёмся чуть позже. Но в любом случае, откуда мы знаем, что вещи существуют, даже в наше время? Наши пять чувств — зрение, обоняние, осязание, слух и вкус — достаточно хорошо выполняют работу по убеждению нас, что многие вещи реальны: камни и верблюды, свежескошенная трава и свежемолотый кофе, наждачная бумага и бархат, водопады и дверные звонки, сахар и соль. Но называем ли мы реальным что‑то, только если можем обнаружить это напрямую одним из пяти чувств?

Как насчёт далёкой галактики, слишком далёкой, чтобы увидеть её невооружённым глазом? Как насчёт бактерии, слишком маленькой, чтобы увидеть её без мощного микроскопа? Можем ли мы сказать, что они не существуют, потому что мы их не видим? Нет. Очевидно, что мы можем расширить наши чувства с использованием специальных инструментов: телескопов для галактики и микроскопов для бактерии. Мы разбираемся в телескопах и микроскопах, знаем, как они работают, поэтому можем использовать их для расширения диапазона нашего восприятия — в данном случае восприятия света. И то, что они позволяют увидеть, убеждает нас в том, что галактики и бактерии существуют.

А как насчёт радиоволн? Они существуют? Наши глаза не могут их обнаружить, как и наши уши. Но снова же, специальные инструменты, например, телевизоры, превращают их в сигналы, которые мы можем видеть и слышать. То есть, хоть мы и не можем видеть или слышать радиоволны, мы знаем, что они являются частью реальности. Как и в случае телескопов и микроскопов, мы понимаем, как работает радио и телевидение. Они помогают нашим чувствам построить картину того, что существует. Реальный мир — реальность. Радиотелескопы (телескопы рентгеновского спектра) показывают нам звезды и галактики так, будто мы смотрим другими глазами: другой способ расширить наше видение реальности.

Вернёмся к нашим динозаврам. Откуда мы знаем, что когда‑то они бродили по Земле? Мы никогда не видели и не слышали их, нам никогда не приходилось от них убегать. Увы, у нас нет машины времени, чтобы посмотреть на них вживую. Но есть другие способы помочь нашему восприятию. Есть окаменелости, которые мы можем видеть невооружённым глазом. Окаменелости не бегают и не прыгают, но так как мы понимаем, как окаменелости устроены, они могут кое‑что рассказать о том, что происходило миллионы лет назад. Мы понимаем, как вода с растворёнными в ней минералами проникает в тела, погребённые под слоями грязи и камней. Мы понимаем, как минералы кристаллизуются из воды, замещают собой ткани тела, атом за атомом, оставляя каменный отпечаток формы животного. Таким образом, несмотря на то, что увидеть динозавров непосредственно нашими органами чувств мы не можем, мы можем заключить, что они должны были существовать, используя непрямые доказательства — доказательства, получаемые, в конечном итоге, все же посредством чувственных ощущений: мы видим каменные следы древней жизни и можем их потрогать.

Модели: проверка воображения

Существует несколько менее привычный способ, с помощью которого учёные решают, реально ли что‑либо, если наши пять чувств не позволяют сделать это непосредственно. Он заключается в использовании «модели» того, что могло бы быть, которая затем подвергается проверке. Мы представляем — можно сказать, предполагаем, — что могло бы происходить. Это называется моделью. Потом мы просчитываем (зачастую проводя математические расчёты), что мы должны увидеть, услышать и т. д. (нередко с помощью измерительных инструментов), если модель окажется верной. После этого мы проверяем, видим ли мы это в действительности. Модель может быть в буквальном смысле копией, сделанной из дерева или пластмассы, а может быть кучей формул на бумаге или компьютерной симуляцией. Мы внимательно изучаем модель и предсказываем, что должны увидеть (услышать и т. д.) посредством наших чувств (возможно, используя инструменты), если модель корректна. Затем мы смотрим, оказались предсказания верными или неверными. Если они были верными, это увеличивает нашу уверенность, что эта модель отражает реальность; вслед за этим мы начинаем планировать дальнейшие эксперименты, возможно, уточняющие модель, чтобы проверить результаты и подтвердить их. Если наши предсказания были неверными, мы отбрасываем модель или изменяем её и пробуем снова.

Например, сегодня мы знаем, что гены — единицы наследственности — сделаны из материала, называемого ДНК. Мы знаем много о ДНК и о том, как она работает. Но увидеть, как выглядит ДНК, в подробностях, невозможно, даже в самый мощный микроскоп. Почти все, что мы знаем о ДНК, мы получили косвенным путём, путём разработки моделей и последующей их проверки.

На самом деле, задолго до того как мы услышали о ДНК, учёные уже многое знали о генах, проверяя предсказания моделей. Перенесёмся в девятнадцатый век. Австрийский монах по имени Грегор Мендель в своём монастырском саду проводил эксперименты, скрещивая в больших количествах горох. Он считал число растений, имеющих цветы определённого цвета, или зёрна морщинистые и гладкие, в каждом поколении. Мендель никогда не видел и не касался генов. Все, что он видел, были зёрна или цветы, у которых можно было подсчитывать разные типы, пользуясь собственными глазами. Он разработал модель, которая использовала то, что мы сейчас называем генами (хотя Мендель не называл их так) и он рассчитал, что, если его модель корректна, в каждом эксперименте по скрещиванию должно быть в три раза больше гладких зёрен, чем морщинистых. И именно это он обнаружил, когда их пересчитал. Если опустить детали, дело в том, что гены Менделя были продуктом его воображения: он не мог видеть их ни своими глазами, ни даже в микроскоп. Но он видел гладкие и морщинистые зёрна, и, пересчитывая их, обнаружил косвенное доказательство, что его модель наследственности была хорошим приближением к некой сущности в реальном мире. Позже учёные, работая с другими живыми организмами (плодовыми мушками) вместо гороха, внесли изменения в метод Менделя, чтобы показать, что гены вытянуты в определённом порядке вдоль нитей, названных хромосомами. (У нас, людей, сорок шесть хромосом, а у плодовых мушек восемь). С помощью тестирования моделей оказалось возможным даже выявить точный порядок, в котором гены упорядочены вдоль хромосом. Все это было проделано задолго до того, как мы узнали, что гены состоят из участков ДНК.

Наука и сверхъестественное: объяснение и его враги

Итак, реальность и как мы понимаем, реально что‑либо или нет. Каждая глава этой книги будет об одной частной стороне реальности, например, о солнце, или о землетрясениях, или о радуге, или о разнообразии животных. Я хочу сейчас обратиться к другому ключевому слову моего названия: магия. Магия — скользкое слово, оно используется, как правило, в трёх различных смыслах, и первое, что я должен сделать, — провести между ними различие. Я назову первый смысл «сверхъестественной магией», второй — «постановочной магией» и третий (мой любимый, именно его я подразумевал в названии) — «магией в поэтическом смысле».

Сверхъестественная магия — это та разновидность магии, которую мы находим в мифах и сказках. (В «чудесах» тоже, но пока я отложу их в сторону, а вернусь к ним в последней главе). Это магия лампы Аладдина или заклинаний магов, магия братьев Гримм, Ганса Христиана Андерсена или Джоанны Роулинг. Это вымышленное волшебство ведьмы, произносящей заклинание и превращающей принца в лягушку, или феи — крёстной, обращающей тыкву в сияющую карету. Это те сказки нашего детства, о которых мы все вспоминаем с любовью, а многие из нас до сих пор с удовольствием участвуют в традиционном рождественском представлении — но все мы знаем, что этот вид магии — просто вымысел, и в реальности его не бывает.

Постановочная магия, напротив, случается в реальности, и это может быть очень весело. Во всяком случае, в реальности случается нечто, пусть и не то, что кажется публике. Человек на сцене (так сложилось, что обычно мужчина, так что я буду говорить «он», а вы можете заменить на «она», если хотите) заставляет нас поверить, что на сцене происходит что‑то невероятное (и даже сверхъестественное), в то время как в действительности происходит совсем другое. Шёлковый платок может превратиться в кролика с таким же успехом, как и лягушка — в принца. То, что мы видим на сцене, — не более чем фокус. Наши глаза нас подвели. Или, другими словами, фокуснику стоило больших усилий обмануть наши глаза, возможно, с помощью слов ловко отвлекая наше внимание от того, что он делает руками на самом деле.

Медленное волшебство эволюции

Превратить один сложный организм в другой сложный организм за один раз, как в сказке — действительно было бы за пределами реальной возможности. И тем не менее, сложные организмы все же существуют. Так, как же они возникают? Как в действительности возникли сложные объекты, такие как лягушки и львы, бабуины и деревья баньяна, принцы и тыквы, вы и я? На протяжении большей части прошедшей истории это был трудный вопрос, на который никто не мог ответить должным образом.

Люди поэтому напридумывали историй, чтобы попытаться это объяснить. Но затем ответ на этот вопрос был получен — и ответ блестящий — в девятнадцатом веке одним из самых великих из когда‑либо живших учёных, Чарльзом Дарвином. Я использую остальную часть этой главы, чтобы объяснить его ответ, кратко, и другими словами.

Ответ в том, что сложные организмы, как и люди, крокодилы и брюссельская капуста, возникли не вдруг, одним махом, а постепенно, крошечными шагами, поэтому то, что было после каждого шага, лишь немного отличалось от того, что было прежде. Представьте, что вы захотели создать лягушку с длинными лапами. Вы могли бы сделать неплохой почин, начав с чего‑то уже немного напоминающего то, чего вы хотите добиться: скажем, с лягушки с короткими лапами. Вы бы осмотрели своих лягушек с короткими лапами и измерили бы их лапы. Вы бы выбрали несколько самцов и несколько самок, у которых лапы немного длиннее, чем у большинства, и вы позволили бы им спариваться, не допуская, чтобы их друзья с более короткими лапами спаривались вообще.