Глава 1

Фундаментальная природа реальности

В старом мультфильме Road Runner есть персонаж Уайл Койот, который часто разбегается настолько сильно, что срывается с обрыва. Однако при этом он не падает прямо вниз под действием силы тяжести (хотя, как подсказывает опыт, именно это и должно было бы происходить) — по крайней мере, падает не сразу. Вместо этого он на какое-то мгновение растерянно зависает над пропастью, однако, как только осознаёт это, тут же стремительно летит вниз.

Все мы напоминаем Уайла Койота. С тех пор как мы начали задумываться о различных вещах, мы размышляем о нашем месте во Вселенной, о том, почему мы здесь оказались. На этот вопрос предлагалось множество возможных ответов, причём сторонники той или иной точки зрения часто не соглашаются друг с другом. Тем не менее уже давно существует общее мнение, что у жизни есть какой-то смысл, который остаётся только открыть и признать. В этом есть рациональное зерно: всё происходит по какой-либо причине. Это убеждение служило нам почвой под ногами, той основой, на которой мы выстраиваем все принципы, которыми руководствуемся в жизни.

Постепенно наша уверенность в таком мировоззрении стала разрушаться. Чем лучше мы понимаем мир, тем неубедительнее кажется идея о том, что у этого мира есть некая трансцендентная цель. Древняя картина мира сменилась удивительной новой картиной — в некотором отношении она захватывает дух и воодушевляет, в другом бросает нам вызов и кажется неудобной. В рамках такой картины окружающий мир упрямо отказывается давать нам ясные ответы на самые большие вопросы о цели и смысле.

Сложность заключается в том, что мы пока не до конца осознали, что этот переход состоялся, а также не вполне представляем себе его далеко идущие последствия. Эти проблемы хорошо известны. За два минувших века Дарвин перевернул наши представления о жизни, безумный персонаж Ницше оплакал смерть Бога, экзистенциалисты искали подлинность в абсурде, современные атеисты также получили место в этой компании. Тем не менее многие плывут по течению, как будто ничего и не произошло, другие наслаждаются новым порядком, благодушно веря в то, что для изменения картины мира достаточно просто заменить несколько старых проповедей новыми.

Истина в том, что мы утратили почву под ногами и только-только набираемся духу, чтобы взглянуть вниз. К счастью, в воздухе можно ненадолго зависнуть, а не сразу лететь в пропасть — как Уайл Койот. Койот бы не пострадал, если бы обзавёлся реактивным ранцем фирмы ACME; с таким аппаратом можно лететь куда вздумается. Что ж, давайте начнём мастерить концептуальные реактивные ранцы.

Какова фундаментальная природа реальности? Философы относят этот вопрос к сфере онтологии — учению об основополагающем устройстве мира, о компонентах и взаимосвязях, которые в конечном итоге образуют Вселенную. Онтологию можно противопоставить эпистемологии — это учение о том, как мы приобретаем знания о мире. Онтология — философская дисциплина, исследующая фундаментальную природу реальности. Можно также говорить о «той или иной онтологии», имея в виду лежащую в её основе конкретную идею о том, что представляет собой природа.

Количество подходов к онтологии, имеющихся в современном мире, просто ошеломляет. Есть базовый вопрос о том, существует ли реальность как таковая. Реалист скажет: «Конечно да!», но есть ещё и идеалисты, полагающие, что на самом деле есть лишь Разум, а так называемый реальный мир — лишь ряд мыслей, существующих в Разуме. Среди реалистов выделяются монисты, считающие мир целостным феноменом, и дуалисты, разделяющие мир на два самостоятельных уровня — «материю» и «дух». Даже люди, полагающие, что, в сущности, есть только один тип вещей, могут расходиться во мнении, присущи ли этим вещам фундаментально несхожие свойства (например, ментальные и физические). Даже среди тех, кто признаёт всего один тип вещей и полагает, что мир является чисто физическим, возможны разногласия по поводу того, какие аспекты этого мира «реальны», а какие «иллюзорны». (Цвета реальны? А сознание? А мораль?)

Верите вы в Бога или нет — то есть являетесь теистом или атеистом — зависит от вашей онтологии, но это ещё далеко не всё. Религия — совершенно иной феномен. Она ассоциируется с определёнными верованиями, зачастую с верой в Бога, хотя дефиниции Бога могут существенно различаться в разнообразных религиях. Религия также может быть культурной силой, совокупностью институтов, образом жизни, историческим наследием, набором обрядов и принципов. Всё это гораздо больше и запутаннее, нежели список доктрин. Наряду с религией существует гуманизм — совокупность верований и практик, которые не менее разнообразны и пластичны, чем религиозные.

Более обширная онтология, обычно ассоциируемая с атеизмом, — это натурализм. Согласно натурализму, существует всего один мир — наш с вами, и в нём присутствуют закономерности, именуемые законами природы. Законы природы можно открывать научным методом на основании эмпирических изысканий. Нет никакого самостоятельного сверхъестественного, духовного или божественного мира; также в природе отсутствует какая-либо вселенская телеология или трансцендентная цель, которая была бы присуща Вселенной или человеческой жизни. «Жизнь» и «сознание» — это феномены, неотделимые от материи. Это способы рассуждения о феноменах, описывающие взаимодействие исключительно сложных систем. Цель и смысл жизни возникают в результате чисто человеческих актов творения, а не являются следствием чего-либо внечеловеческого. Натурализм — это философия единства и закономерностей, описывающая реальность как целостную сеть.

У натурализма долгая и славная история. Следы его мы находим в буддизме, в учении античных атомистов, а также в конфуцианстве. Через несколько веков после смерти Конфуция жил китайский мыслитель Ван Чун — убеждённый натуралист, боровшийся с верованиями в духов и призраков, распространёнными в его время. Однако на самом деле лишь в последние несколько веков натурализм получил такое фактическое обоснование, которое стало сложно оспаривать.

* * *

Все эти «измы» могут слегка запутать. К счастью, нам не требуется строгого или исчерпывающего перечисления всех подобных вариантов. Тем не менее нам нужно хорошенько задуматься об онтологии. Она — корень той проблемы, с которой мы сталкиваемся, подобно Уайлу Койоту.

Примерно за пять последних веков интеллектуальные достижения человечества полностью перевернули наши самые фундаментальные представления о мире. Повседневный опыт подсказывает, что вокруг — огромное количество самых разных феноменов. Люди, пауки, камни, океаны, столы, огонь, воздух, звёзды — кажется, что все эти сущности кардинально отличаются друг от друга, занимают «отдельные строчки» в списке основных компонентов реальности. Наша «наивная онтология» плюралистична, состоит из мириад различных категорий. При этом мы даже не говорим о феноменах, которые кажутся более абстрактными, но по сути не менее реальны: от чисел до наших целей и грёз либо представлений о том, что такое «правильно» или «неправильно».

По мере того как наши знания расширяются, мы шаг за шагом идём ко всё более универсальной и простой онтологии. Этот импульс восходит к античности. В VI веке до н. э. греческий философ Фалес Милетский предположил, что вода — первоэлемент, из которого возникло всё остальное. На другом краю света индийские философы рассуждали о единой абсолютной реальности, которую именовали брахман. Благодаря развитию науки эта тенденция ускорилась и кодифицировалась.

Галилей открыл, что у Юпитера есть спутники, и предположил, что Юпитер — это тело, обладающее собственным притяжением, точно так же, как и Земля. Исаак Ньютон продемонстрировал, что сила тяготения универсальна: она определяет законы движения планет и под её же воздействием яблоки падают с дерева. Джон Дальтон показал, как можно представить различные химические соединения в виде комбинаций простейших составляющих, так называемых атомов. Чарльз Дарвин доказал единство всех живых организмов, произошедших от общих предков. Джеймс Клерк Максвелл и другие физики объединили столь несхожие феномены, как молнии, излучение и электромагнетизм, доказав, что всё это проявления «электромагнетизма». Тщательный анализ звёздного света показал, что звёзды состоят из тех самых атомов, которые встречаются и на Земле, а затем Сесилия Пейн-Гапошкина доказала, что почти всё звёздное вещество — это водород и гелий. Альберт Эйнштейн объединил пространство и время, попутно доказав единство материи и энергии. Физика частиц учит нас, что каждый отдельно взятый атом периодической системы элементов состоит из определённого числа всего трёх элементарных компонентов: протонов, нейтронов и электронов. Все предметы, которые вы когда-либо видели, трогали или пробовали на вкус, состоят лишь из трёх этих частиц.

Мы представляем себе реальность совсем по-другому, нежели наши предки. На фундаментальном уровне исчезают различия между «живым» и «неживым», «земным» и «небесным», «материей» и «духом». Существует лишь базовая структура реальности, предстающая перед нами в самых разнообразных формах.

Как далеко может зайти этот процесс унификации и упрощения? С уверенностью сказать невозможно. Но можно сделать обоснованное предположение исходя из имеющегося опыта: он не прекратится. В конечном итоге мы осознаём мир как единую целостную реальность, не обусловленную, не поддерживаемую какими-либо внешними силами, не испытывающую никакого влияния извне. Это очень важно.

* * *

Натурализм выдвигает перед нами поистине грандиозный тезис, к которому мы с полным правом можем отнестись скептически. Когда мы смотрим в глаза другого человека, нам не кажется, что мы видим всего лишь набор атомов и наблюдаем своеобразную бесконечно сложную химическую реакцию. Часто мы ощущаем какую-то связь со Вселенной, выходящую за пределы чисто физического; это может быть и трепет при любовании морем или небом, и благоговение, граничащее с трансом, при медитации или молитве, и любовь, которую мы испытываем к кому-то близкому, кто нам дорог. Разница между живыми и неживыми объектами кажется гораздо более глубокой, чем просто структурные различия между соединениями молекул. Достаточно посмотреть вокруг — и идея о том, что всё видимое и осязаемое можно объяснить безликими законами, управляющими взаимодействиями материи и энергии, покажется нелепой.

Учитывая весь наш обыденный опыт, не так просто принять тот факт, что жизнь может произойти от нежизни, что наш сознательный опыт — плод взаимодействий атомов, подчиняющихся законам физики. Не менее важно, что апелляции к трансцендентному предназначению или высшим силам, казалось бы, позволяют ответить на некоторые животрепещущие вопросы, которые так любят задавать люди: «Откуда взялась Вселенная?», «Почему я здесь?», «Какой во всём этом смысл?». Натурализм, напротив, заявляет: «Подходящих вопросов просто нет». Здесь многое требуется осмыслить, не каждый способен безропотно принять такое мировоззрение.

Натурализм — не очевидный и не естественный для нас способ восприятия мира. Доказательства в пользу натурализма накапливались годами, они — результат нашего непреклонного стремления как можно лучше понять глубинную природу вещей, причём эта работа ещё не закончена. Мы не знаем, с чего началась Вселенная, является ли она единственной в своем роде. Мы не знаем абсолютных, всеобъемлющих законов физики. Не знаем, с чего началась жизнь и как возникло сознание. Наконец, мы определённо пока не пришли к общему мнению о том, как нужно жить в этом мире, чтобы считаться хорошими людьми.

Натуралисту приходится утверждать, что, пусть он даже не может пока дать ответов на эти вопросы, его мировоззрение всё-таки является именно той системой, которая рано или поздно позволит нам эти ответы получить. Их поиском мы и займёмся в этой книге.

* * *

Экзистенциальные вопросы о жизни, которые мы ставим перед собой, непосредственно связаны с нашими глубинными представлениями о Вселенной. Многие люди просто перенимают эти представления из своей культурной среды, а не приобретают путём строгих собственных размышлений. Каждое новое поколение людей не изобретает правила жизни с нуля; мы усваиваем идеи и ценности, сформировавшиеся в течение длительных промежутков времени. В настоящее время по-прежнему доминирует такое мировоззрение, согласно которому человеческая жизнь нетривиальна и важна в космическом масштабе и определённо не сводится к простому движению молекул. Мы должны постараться согласовать наши рассуждения о смысле жизни с научными представлениями о Вселенной.

Среди людей, признающих научные основы реальности, распространено убеждение — зачастую лишь подразумеваемое, — что все философские феномены, как то: свободу, мораль и предназначение, в конечном итоге будет довольно просто концептуализировать. Мы все — наборы атомов, поэтому и относиться друг к другу должны по-хорошему. Но насколько сложно это может оказаться в реальности?

Может быть, очень сложно. Дружелюбие в отношении друг друга — неплохо для начала, но на этом далеко не уедешь. Что делать, если у двух людей несовместимые представления о том, что такое хорошо? Идея «дать миру шанс» кажется замечательной, но в реальном мире всегда существуют разные игроки с различными интересами, и между ними неизбежно возникают конфликты. Отсутствие сверхъестественного указующего авторитета, который помог бы нам отличить добро от зла, ещё не означает, что мы не можем осмысленно рассуждать о добре и зле; но в таком случае нам также будет нелегко сразу отличить первое от второго.

Смысл жизни нельзя свести к упрощённым словесным формулам. Спустя некоторое время я умру; возможно, какая-то память обо мне сохранится здесь на Земле, но не будет меня, и я не смогу её оценить. Помня об этом, как прожить жизнь, чтобы она действительно чего-то стоила? Как уравновесить семью и карьеру, благосостояние и удовольствия, активность и размышления? Вселенная огромна, и я — крошечный её компонент — состою из тех же частиц и подчиняюсь тем же силам, что и всё остальное; сам по себе этот факт никак не помогает нам ответить на сформулированные выше вопросы. Чтобы с ними разобраться, нам потребуются и ум, и смелость.

 

Глава 2

Поэтический натурализм

В сериале «Звёздный путь» так толком и не объяснили, как работают транспортёры. Они разбирают человека атом за атомом, забрасывают эти атомы куда-либо, а затем заново их собирают? Либо машина отсылает куда-то ваш чертёж — информацию, содержащуюся в вашей атомной структуре, а затем воссоздаёт вас из имеющейся материи уже в точке назначения? Обычно экипаж корабля рассуждает так, словно телепортируемые атомы перемещаются по космосу, но как в таком случае понимать эпизод «Враг изнутри» («The Enemy Within»)? Если помните, в этом эпизоде из-за неисправности транспортёра на борт «Энтерпрайза» телепортируется не только капитан Кирк, но и его копия. Сложно себе представить, как можно сделать человека и его копию из набора атомов, достаточного для «сборки» всего одного организма.

К радости зрителей, Кирк и его двойник оказались не полностью идентичны. Первый был обычным (положительным) Кирком, а второй — злым. Более того, антагониста вскоре стало легко отличить от Кирка (Дженис Рэнд, отбиваясь от злодея, поцарапала ему лицо).

Однако что, если бы они оказались идентичны? Мы столкнулись бы с загадкой о природе личной идентичности; эту проблему популяризовал философ Дерек Парфит. Представьте себе транспортёр, который мог бы разобрать индивида и реконструировать множество его двойников из разных атомов. Кто из этих людей был бы «настоящей» личностью (или никто)? Если бы существовал всего один двойник, то любой из нас вполне мог бы принять его за «подлинного» человека. Использование иных атомов в данном случае не имеет принципиального значения: в теле каждого человека одни атомы постоянно заменяются другими. А что, если мы соберём двойника человека из новых атомов, не тронув самого человека, но этот человек трагически погибнет через несколько секунд после создания двойника? Будет ли двойник считаться той же личностью, что и погибший?

Конечно, это интересные философские шутки и игры, но они не имеют особого значения в реальном мире, по крайней мере при современном уровне технологического развития. А может быть, имеют? Существует древний мысленный эксперимент под названием «Корабль Тесея», также затрагивающий некоторые из этих проблем. У Тесея, легендарного афинского царя, был великолепный корабль, на котором он провёл немало битв. В память о Тесее афиняне сохранили его корабль у себя в порту. Время от времени часть обшивки или мачты рассыхалась так, что не подлежала ремонту, и эту деталь требовалось заменить новой, чтобы содержать корабль в порядке. Здесь мы опять сталкиваемся с проблемой идентичности: остаётся ли корабль тем же самым судном, если заменить на нём одну доску? Если вы считаете, что остаётся, то что произойдёт, когда будут заменены все доски, одна за другой? И (как вопрошал Томас Гоббс) что, если мы отыщем старые доски и соберём из них корабль? Станет ли он внезапно кораблём Тесея?

Все эти вопросы в узком смысле касаются идентичности. Когда одна вещь «идентична» другой? Но в более широком смысле это онтологические вопросы, касающиеся наших базовых представлений о том, что существует в мире. Какие вещи здесь вообще есть?

Задаваясь вопросом о подлинности «настоящего» капитана Кирка или корабля Тесея, мы сталкиваемся с целым букетом подразумеваемых гипотез. Мы предполагаем, что в мире существуют так называемые люди и так называемые корабли и что эти объекты каким-то образом сохраняются во времени. Всё идёт гладко, пока мы не сталкиваемся с загадкой — например, с одной из «ситуаций дублирования», которая проверяет на прочность наши представления об этих объектах.

Всё это важно не потому, что мы вот-вот сконструируем рабочую модель транспортёра, а потому, что наши попытки осмыслить общую картину неизбежно связаны с различными взаимно пересекающимися вариантами рассуждений о мире. Есть атомы, есть живые клетки, есть человеческие существа. Насколько важную роль играет представление о «данном конкретном человеке» в наших представлениях о мире? Должны ли вообще такие феномены, как «люди» и «корабли», присутствовать в нашей фундаментальной онтологии? Мы не можем судить о том, имеет ли жизнь отдельного человека какое-либо значение, если даже не знаем, что такое «человек».

* * *

По мере того как веками развивались наши знания, и научные знания в частности, онтология превратилась из очень насыщенной в довольно скудную. Для древних людей было логично полагать, что в мире существуют всевозможные абсолютно различные феномены; в современном мире мы стремимся оперировать не количеством, а качеством.

Сегодня мы бы сказали, что корабль Тесея сложён из атомов, каждый из которых включает протоны, нейтроны и электроны — точно такие же частицы, из которых состоят все прочие корабли, а также мы с вами. Нет никакой первозданной «кораблевости», ипостасью которой был бы корабль Тесея; есть просто наборы атомов, которые постепенно изменяются со временем.

Это не означает, что если мы считаем все корабли наборами атомов, то вообще не можем говорить о кораблях. Было бы страшно неудобно, если бы кто-то задал вам вопрос о том или ином явлении, а мы могли бы в ответ лишь перечислить огромные множества атомов и рассказать, как они взаимодействуют друг с другом. Если бы вы тратили на упоминание каждого атома одну секунду, то на рассказ о корабле Тесея у вас бы ушло примерно в триллион раз больше времени, чем существует наша Вселенная. В самом деле, непрактично.

Всё дело лишь в том, что в нашей онтологии «корабль» является производной категорией, а не фундаментальной. Это удобный способ рассуждения об определённых подмножествах простейших первокирпичиков, из которых состоит Вселенная. Мы изобретаем концепт «корабль», поскольку он удобен для нас, а не потому, что он существует даже на глубочайшем уровне реальности. Если мы заменим на корабле все доски, будет ли это тот самый корабль, что и прежде? Не знаю. Нам решать. Сам феномен «корабль» был придуман нами исключительно для удобства.

Это нормально. Глубочайший уровень реальности очень важен; но важны и все те различные способы, которыми мы можем рассуждать об этом уровне.

* * *

Здесь мы наблюдаем разницу между насыщенной и скудной онтологией. В насыщенной онтологии присутствует большое число различных фундаментальных категорий. «Фундаментальный» означает «играющий важную роль в наших глубочайших, наиболее исчерпывающих представлениях о реальности».

В скудной онтологии мир описывается в немногочисленных фундаментальных категориях (возможно, будет всего одна такая категория). Но будет множество способов рассуждений о мире. «Способ рассуждения» в данном случае — это не какая-нибудь декорация, а абсолютно принципиальный аспект нашего восприятия реальности.

Два различных варианта онтологии: насыщенная и скудная. В рамках указаны фундаментальные концепции, а в кругах — производные или эмерджентные — инструменты для рассуждения о мире

Одно из достоинств насыщенной онтологии — с ней легко сказать, что реально, ведь каждая категория описывает нечто реальное. В скудной онтологии это не столь очевидно. Должны ли мы считать реальным лишь основополагающий уровень мира, а все различные способы его фрагментации и рассуждения о нём воспринимать как иллюзорные? Это наиболее суровый подход к реальности, иногда именуемый элиминативизмом. Его сторонники просто обожают исключать те или иные концепции из сферы реального. На вопрос «Который капитан Кирк настоящий?» элиминативист бы ответил: «Какая разница? Люди — это иллюзии. Всего лишь вымышленные истории, которые мы рассказываем об одном поистине реальном мире».

Я собираюсь отстаивать иную точку зрения: наша фундаментальная онтология, наилучший имеющийся у нас способ рассуждения о мире на его глубочайшем уровне, исключительно скудна. Но многие концепции, относящиеся к нефундаментальным способам суждения о мире, — полезные идеи, описывающие более высокоуровневую, макроскопическую действительность, — заслуживают права именоваться «реальными».

Ключевое слово в данном случае — «полезные». Разумеется, существуют и бесполезные способы рассуждения о мире. В научном контексте такие бесполезные способы именуются «неверными» или «ложными». Способ рассуждения включает, как правило, не просто набор концепций, но и систему правил для операций над ними и описания их взаимосвязей. Любая научная теория есть способ рассуждения о мире, и в соответствии с этим способом мы можем говорить: «Существуют тела, называемые планетами, а также так называемое Солнце; все планеты и Солнце движутся в так называемом космосе, а движение планет вокруг Солнца именуется “орбитальным вращением”. Каждая орбита описывает в пространстве конкретную фигуру, так называемый эллипс». В целом именно так Иоганн Кеплер изложил теорию движения планет, сформулированную им на основе работы Коперника, предположившего, что Солнце является центром Солнечной системы. Лишь позднее Ньютон описал эти явления в контексте гравитации. Сегодня мы сказали бы, что в определённых обстоятельствах теория Кеплера довольно полезна, но уступает теории Ньютона, которая, в свою очередь, не столь полезна, как общая теория относительности Эйнштейна.

* * *

Стратегию, которую я собираюсь здесь отстаивать, можно назвать «поэтическим натурализмом». Поэтесса Мюриэль Рюкайзер когда-то написала: «Вселенная состоит из историй, а не из атомов». Мир — это всё существующее и происходящее, но, рассуждая о нём разными способами — рассказывая его историю, — мы невероятно глубоко его познаём.

Натурализм сводится к трём тезисам.

1. Существует всего один мир — естественный.

2. Мир развивается в соответствии с незыблемыми закономерностями, так называемыми законами природы.

3. Единственный надёжный способ познать мир — наблюдать его.

В сущности, идея натурализма заключается в том, что единственный реальный мир — тот, который мы познаём методом научного исследования. Поэтический аспект выходит на передний план, когда мы начинаем рассуждать об этом мире. Его также можно выразить в виде трёх тезисов.

1. Существует множество способов рассуждения о мире.

2. Все верные способы рассуждения не должны противоречить друг другу и окружающему миру.

3. Наша цель в данный момент — определить наилучший способ рассуждения о мире.

Поэтический натуралист согласится, что и капитан Кирк, и корабль Тесея — просто феномены, позволяющие рассуждать об определённых множествах атомов, локализованных в пространстве и времени. Разница в том, что элиминативист в данном случае скажет: «следовательно, они иллюзорны», а поэтический натуралист добавит: «но от этого они не становятся менее реальными».

Философ Уилфрид Селларс предложил термины «наличный образ» для описания профанной онтологии, основанной на нашем повседневном опыте, и «научный образ» для описания нового унифицированного мировоззрения, в основе которого лежит наука. Наличный и научный образы мира используют различные концепции и дискурсы, однако в конечном итоге они должны быть совместимы друг с другом как разные способы рассуждения о мире. Поэтический натурализм признаёт полезность каждого из этих способов рассуждений при условии, что они применяются в подходящих обстоятельствах, а также помогает понять, как совместить эти варианты мировоззрения.

Поэтический натурализм позволяет выделить три категории сюжетов, позволяющих нам говорить о мире. Есть глубочайшее, наиболее фундаментальное описание, которое только можно себе представить, — целая Вселенная, в которой скрупулёзно рассмотрены все мельчайшие детали. В настоящее время наука ещё не может дать такого описания, но подразумевает, что такая базовая реальность как минимум существует. Далее существуют «эмерджентные» или «фактические» описания, справедливые в некоторой ограниченной предметной области. На этом уровне мы можем говорить о кораблях или людях — макроскопических множествах атомов, которые мы объединяем в отдельные объекты в рамках этого более высокоуровневого дискурса. Наконец, существуют ценности: концепции «правильно и неправильно», «цель и долг» или «красота и уродство». В отличие от высокоуровневых научных описаний эти категории не определяются какой-либо научной целью и не должны согласовываться с данными. Мы ставим перед собой иные цели: хотим быть хорошими людьми, ладить друг с другом и находить смысл в жизни. Отыскание наилучшего способа рассуждений о жизни — важная часть пути к достижению этих целей.

Поэтический натурализм — это философия свободы и ответственности. Естественный мир преподносит нам сырой материал, из которого формируется жизнь, а мы должны работать, чтобы познать этот материал и принять обусловленные им следствия. Переход от описания к предписанию, от рассказа о происходящем к суждению о том, что должно произойти, — это творческий, сугубо человеческий акт. Мир — это просто мир, развивающийся в соответствии с законами природы, свободный от каких-либо оценочных атрибутов. Мир существует, а мы привносим в него красоту и добродетель.

* * *

Поэтический натурализм может показаться как привлекательной идеей, так и какой-то чепухой, но он определённо ставит перед нами массу вопросов. Самый очевидный: что же представляет собой этот универсальный мир, лежащий в основе всего? Мы запросто рассуждаем об «атомах» и «частицах», но квантовая механика подсказывает, что истина несколько сложнее. При этом мы, разумеется, не претендуем на знание абсолютно полной, окончательной теории всего — так много ли мы на самом деле знаем? Почему же мы полагаем это достаточным, чтобы оправдать мечты о натурализме?

Есть не меньше, если не больше вопросов о связи между базовым физическим миром и повседневной реальностью. Это вопросы из разряда «почему?». Почему Вселенная именно такова, с такими, а не иными законами природы? Почему Вселенная вообще существует? Также имеются вопросы из категории «вы уверены?». Уверены ли мы, что единообразная физическая реальность могла естественным образом породить такую жизнь, какую мы знаем? Уверены ли мы, что эта реальность достаточна для описания сознания — возможно, самого нетривиального аспекта нашего наличного мира? Ещё есть вопросы «как?». Как определить, какие способы рассуждений являются наилучшими? Как прийти к общему мнению о субъективных категориях «правильного» и «неправильного»? Как найти смысл и значение в сугубо естественном мире? Самое главное, как нам узнать что-либо из перечисленного?

Наша задача — составить богатую картину со множеством нюансов, которая позволила бы примирить все различные аспекты нашего опыта. Чтобы начать мыслить в нужном ключе, в нескольких следующих разделах мы рассмотрим некоторые идеи, которые вывели человечество на путь к натурализму.

 

Глава 3

Мир движется сам собой

В 1971 году телезрители смотрели прямую трансляцию о лунной экспедиции «Аполлона-15». Её участник Дэвид Скотт продемонстрировал интересный опыт. Заканчивая пешую прогулку по Луне (прежде чем сесть на вездеход), Скотт поднял перед собой перо и молоток, а потом одновременно отпустил их. Оба предмета, подчиняясь слабому лунному тяготению, упали ему под ноги, одновременно коснувшись грунта.

На Земле бы такого не произошло (если только вы не тренируетесь работать в скафандре — для этого в NASA есть огромные вакуумные камеры). В обычных условиях перо из-за сопротивления воздуха падает очень медленно, а на молоток такое сопротивление практически не действует. Однако на поверхности Луны воздуха нет, поэтому траектории молотка и пера будут совершенно одинаковыми.

Скотт подтвердил важную догадку, высказанную Галилео Галилеем ещё в конце XVI века: под действием силы тяжести все предметы должны падать абсолютно синхронно, и лишь из-за сопротивления воздуха нам кажется, что тяжёлые предметы падают гораздо быстрее лёгких. Это и хорошо. Как выразился Джо Аллен, диспетчер ЦУП, этот экспериментальный результат был «спрогнозирован на основании солидной теории, но сам результат тем не менее очень убедителен, учитывая, сколько зрителей наблюдали этот эксперимент, а также потому, что возвращение астронавтов на Землю критически зависело от правильности той самой теории, которая проверяется в ходе данного опыта».

По преданию, Галилей поставил подобный эксперимент сам, бросая шары разного веса (которые, однако, испытывают вполне сравнимое сопротивление воздуха) с верхушки Пизанской башни. Похоже, сам Галилей ни о чём подобном не заявлял, но позже на данном факте настаивал его ученик Винченцо Вивиани, написавший биографию своего наставника.

Пизанская башня

Точно известно, что Галилей ставил другой эксперимент, который проще подготовить и проконтролировать: он скатывал по наклонной плоскости шары с разной массой. Ему удалось показать, что шары приобретали ускорение по общему принципу; ускорение зависело от угла наклона плоскости, но не от массы шаров. Далее Галилей предположил, что если данная закономерность будет соблюдаться при любом наклоне плоскости, пусть даже плоскость располагается перпендикулярно полу, то мы получим такой же эффект, как если бы бросали предметы прямо вниз, без всякой плоскости. Следовательно, заключил он, без сопротивления воздуха тела любой массы одинаково падали бы вниз под действием тяготения.

Однако само это открытие не столь важно, как заключённый в нём глубинный смысл: можно изучить естественное движение объектов, мысленно абстрагировавшись от различных побочных эффектов, таких как сопротивление воздуха, а затем, возможно, построить более реалистичную картину движения, вновь учтя эти эффекты.

Это не рядовая догадка. Вероятно, это величайшая идея в истории физики.

Физика — решительно простейшая из наук. Нам так не кажется, поскольку мы очень много знаем о физике, причём физические знания зачастую кажутся элитарными и техническими. Однако физике очень идёт на пользу её следующее удивительное свойство. Она зачастую позволяет делать неправдоподобные упрощения и представлять поверхности, лишённые трения, идеальные сферы, игнорируя при этом всяческие сопутствующие эффекты; тем не менее в результате мы получаем невероятно точные результаты. Напротив, что касается большинства интересных проблем из других естественных наук — от геологии до биологии и психологии, если бы вы смоделировали лишь один незначительный аспект системы и предположили бы, что всех прочих её аспектов не существует, то у вас получилась бы полная чушь (но некоторые всё равно пытаются так делать).

Эта грандиозная революционная догадка — в идеализированных ситуациях, когда можно игнорировать трение и потери энергии, физика упрощается — помогла сформулировать не менее весомую и, пожалуй, ещё более потрясающую концепцию: сохранение импульса. Возможно, на первый взгляд этот принцип не кажется столь поразительным, но именно импульс стал ключевым фактором, повлиявшим на изменение наших представлений о мире. На смену древнему космосу причин и следствий пришёл современный, в котором царят принципы и законы.

* * *

До того как в XVI–XVII веках Галилей и другие учёные совершили революцию в изучении движения, наиболее авторитетным мыслителем в этой области считался Аристотель. Представления Аристотеля о физике были решительно телеологическими: он считал, что каждому объекту присуще своё естественное состояние, которое изменяется по мере того, как объект направляется к своей цели. Известно мнение Аристотеля о том, что существует четыре вида «причин», но, вероятно, он, скорее, имел в виду «виды объяснения». Это материальная причина — вещество, из которого состоит объект; формальная причина — определяющее свойство, позволяющее считать объект таковым; движущая причина — фактор, обусловливающий существование объекта (это понятие наиболее сближается с нашим типичным представлением о «причине»), и целевая причина — цель, ради которой существует объект. Чтобы понять, почему вещи движутся так и не иначе и проявляют те или иные свойства, достаточно рассмотреть их в контексте этих причин.

По Аристотелю, движение объекта определяется его природой. Два из четырёх классических элементов — вода и земля — стремятся вниз, а два других — воздух и огонь — вверх. Объект может пребывать в естественном состоянии движения или покоя до тех самых пор, пока не подвергнется «насильственному движению», после чего вновь вернётся в естественное состояние.

Представьте себе чашку кофе, неподвижно стоящую на столе. В данном случае её естественное состояние — это покой (если только мы не сбросим её со стола — в таком случае она перейдёт в естественное падение, но давайте обойдёмся без этого). Теперь допустим, что мы совершаем насильственное движение, толкнув чашку через стол. Мы её толкнули, и она пришла в движение; остановившись, она вернётся в своё естественное состояние покоя. Чтобы чашка продолжала двигаться, мы должны и далее воздействовать на неё. Как говорил Аристотель, «всё, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого».

Именно так ведут себя кофейные чашки в реальном мире с «наличной» точки зрения. Разница между Галилеем и Аристотелем заключалась не в том, что один говорил истинные вещи, а другой — ложные; дело в том, что те феномены, на которых заострял внимание Галилей, оказались удобной основой для более строгого и полного изучения феноменов, выходящих далеко за рамки исходных примеров, чего не скажешь об Аристотеле.

В VI веке Иоанн Филопон, философ и теолог родом из Египта, начал путь от философии Аристотеля к нашим современным представлениям о движении. Он считал, что следует выделять движущую силу, или «импетус», сообщаемую телу при изначальном толчке и поддерживающую это движение, пока весь импетус не будет истрачен. Это был небольшой шаг вперёд, но именно он впервые позволил по-новому взглянуть на природу движения. В данном случае мы не говорим о причинах, а обращаем внимание на количественные показатели и свойства самой материи.

Ещё один важнейший вклад в решение этой проблемы был внесён персидским мыслителем Ибн Синой (также известным под латинизированным именем Авиценна) — одним из величайших светочей исламского золотого века, жившим около 1000 года. Он развил идею Филопона об импетусе, введя понятие «склонность». Именно Авиценна предположил, что склонность утрачивается не сама собой, а только из-за сопротивления воздуха или под влиянием других внешних воздействий. В пустоте, указывает он, такие воздействия отсутствуют, поэтому брошенный снаряд, если ему не препятствовать, будет вечно двигаться с неизменной скоростью.

Ибн Сина (Авиценна), персидский философ и энциклопедист (умер в 1037 году)

Здесь Авиценна удивительно близко подходит к современной идее инерции. Объект может плавно двигаться по инерции, если не испытывает внешних воздействий. В XIV веке Жан Буридан — французский священник, вероятно испытавший влияние Авиценны, — получил количественную формулу, согласно которой импетус объекта равен произведению его веса и скорости. Однако на тот момент ещё не была известна разница между массой и весом. Галилей, в свою очередь испытавший влияние Буридана, предложил термин «импульс» и указал, что импульс тела останется постоянным, если на это тело не будут воздействовать никакие внешние силы. Однако Галилей не вполне различал импульс и скорость. Только Рене Декарт открыл, что импульс равен произведению массы и скорости, но даже он (хотя и является изобретателем аналитической геометрии) не уловил, что импульс имеет вектор и магнитуду. Это открытие совершил голландский учёный Христиан Гюйгенс, живший в XVII веке. Затем пришло время Исаака Ньютона, который, опираясь на эту концепцию, заново изобрёл всю науку о движении, которая по сей день преподаётся в школах и университетах.

* * *

Почему сохранение импульса столь важно? Мы не станем изучать здесь ньютоновскую механику, сколь бы полезно это ни было. Не будем решать задачи, связанные с блоками и наклонными плоскостями. Мы собираемся поразмыслить о фундаментальной природе реальности.

Аристотель понимал физику как историю о натурах и причинах. Если в природе существовало какое-то движение, то у него должен был существовать источник: движущая причина. Аристотель использовал более широкое определение «движения», чем привычное нам сегодня, — это определение было ближе к «трансформации». Например, Аристотель относил к движению изменение цвета того или иного объекта либо переход свойств в эффекты. Однако здесь действуют всё те же принципы; по убеждению Аристотеля, все эти трансформации подразумевают существование преобразующих причин. В этой идее нет ничего абсурдного. Согласно нашему обыденному опыту, вещи не происходят «просто так» — у каждого действия есть причина, которая его вызывает. Аристотель, не располагая никакими современными научными знаниями, пытался вписать в определённую систематическую структуру известные ему факты об устройстве мира.

Итак, Аристотель наблюдает мир, наполненный бесчисленными изменяющимися вещами, и логически выводит причину каждого изменения. A движется под действием B, которая, в свою очередь, движется под действием C и т. д. Разумно будет спросить: а с чего всё началось? Вплоть до чего мы можем проследить эту цепочку движений и причин? Аристотель с порога отметает возможность того, что какие-либо события могут обусловливать сами себя либо что цепочка причинно-следственных связей может оказаться бесконечной. Она должна завершиться на каком-то феномене, который вызывает движение, но сам остаётся в покое — на неподвижном перводвигателе.

Аристотель в основном изложил свою теорию движения в книге «Физика», но подробно рассказал о перводвигателе в более позднем труде «Метафизика». Хотя Аристотель и был язычником, в этой работе он приравнивает перводвигатель к Богу: не просто абстрактному принципу, а бессмертному и милосердному существу. Это неплохой аргумент в пользу существования Бога, но он достаточно уязвим, если не признавать его базовых посылок. Может быть, некоторые движения действительно обусловливают сами себя, а бесконечная регрессия вполне допустима. Тем не менее данный «космологический аргумент» оказался крайне весомым, его восприняли и развили Фома Аквинский и другие философы.

Для нас наиболее важно, что вся структура аристотелевского аргумента о перводвигателе основана на идее, согласно которой у каждого движения должна быть причина. Однако с учётом сохранения импульса эта идея выдыхается. Можно спорить о деталях — не сомневаюсь, что Аристотель смог бы каким-нибудь хитроумным способом учесть в своей теории и такие объекты, которые с постоянной скоростью движутся по поверхности, на которой трение отсутствует. Но в данном случае важно, что новая физика Галилея и его соратников предполагала совершенно новую онтологию, глубокие перемены в наших представлениях о природе реальности. «Причины» утратили то основополагающее значение, которое когда-то имели. Вселенная не нуждается в первом импульсе; она может просто существовать.

Сложно переоценить важность этой перемены. Разумеется, и сегодня мы продолжаем рассуждать о причинах и следствиях. Однако если открыть современный аналог аристотелевской «Физики», например книгу по квантовой теории поля, то в ней вы не найдёте таких слов. Мы всё ещё говорим о причинах, но они более не являются частью нашей базовой онтологии.

Наблюдаемый мир — это проявление многоуровневой природы в наших представлениях о реальности. На самом глубинном её уровне, который нам сегодня известен, основными феноменами являются такие вещи, как «пространство–время», «квантовые поля», «уравнения движения» и «взаимодействия». И никаких причин — материальных, формальных, движущих или целевых. Но существуют более высокие уровни, описываемые уже в другой терминологии. Действительно, там, где это уместно, можно количественно восстановить элементы аристотелевской физики, равно как и элементы ньютоновской механики, где центральное место занимают трение и потеря энергии. Ведь кофейные чашки в конце концов останавливаются. Точно так мы легко можем понять, почему в повседневном опыте так удобно опираться на причины и следствия, хотя они и отсутствуют в базовых уравнениях. Чтобы освоиться в этом мире, приходится рассказывать много разных полезных историй о реальности.

 

Глава 4

От чего зависит, что произойдёт дальше?

Исаак Ньютон, самый влиятельный учёный всех времён, был очень религиозным человеком. Его взгляды были совершенно еретическими по меркам англиканской веры, в которой его воспитали; он отрицал Троицу и написал множество работ о пророчествах и толковании Библии; среди заголовков глав встречаются и такие, как «О том, как одиннадцатый рог четвёртого зверя Даниила способен менять времена и законы». Он не мог удовлетвориться аргументом бытия Бога, основанном на аристотелевском перводвигателе. В его собственных трудах описана Вселенная, пребывающая в идеальном движении под действием заключённых в ней же сил. Однако, как он указывал в «Главной Схолии» — эссе, выпускавшемся в качестве приложения к более поздним изданиям его основного труда «Математические начала натуральной философии», кто-то должен был всё это устроить:

Такое изящнейшее соединение Солнца, планет и комет не могло произойти иначе, как по намерению и по власти могущественнейшего и премудрого существа.

В другом месте Ньютон, по-видимому, подразумевал, что возмущения, обусловленные взаимным влиянием планет друг на друга, должны постепенно расшатывать эту систему — тогда Бог должен вмешиваться и подправлять её.

Пьер-Симон Лаплас, французский физик, родившийся на сто семь лет позже Ньютона, считал иначе. Учёные спорят о том, каковы же были его религиозные взгляды, — по-видимому, они колебались между деизмом (Бог создал мир, но впоследствии не вмешивался в его существование) и полным атеизмом. Считается, что, когда император Наполеон спросил его, почему Бог не упоминается в его книге о небесной механике, Лаплас ответил: «Я не нуждаюсь в этой гипотезе». Но, каковы бы ни были его убеждения, Лаплас, по всей видимости, решительно выступал против идеи о Создателе, который когда-либо мог бы непосредственно вмешиваться в мировые процессы.

Пьер-Симон маркиз де Лаплас, 1749–1827

Однако Лаплас был одним из первых мыслителей, кто по-настоящему понимал классическую (ньютоновскую) механику — до самых основ, даже лучше, чем сам Ньютон. Кто-то же должен был настолько её понять. Наука развивается, мы всё больше узнаём о наших лучших теориях; сегодня многие физики понимают теорию относительности лучше, чем Эйнштейн, а квантовую механику лучше, чем Шрёдингер или Гейзенберг. Лаплас исследовал проблемы от стабильности Солнечной системы до основ теории вероятности, по ходу дела изобретая требуемую для этого новую математику. Он предположил, что ньютоновскую гравитацию следует понимать как теорию поля, и постулировал существование «поля гравитационных потенциалов», пронизывающего пространство. Так он решил озадачивавшую Ньютона проблему о дистанционном воздействии тел друг на друга.

Пожалуй, наибольший вклад Лапласа в наши представления о механике был не математическим или техническим, а философским. Он понял, что есть простой ответ на вопрос: «От чего зависит то, что произойдёт дальше?». И ответ этот звучит так: «Текущее состояние Вселенной».

Некоторых беспокоит, что такой результат дискредитирует человеческую свободу воли, нашу способность выбирать, как поступить дальше. Как мы убедимся далее, это не физическая, а описательная проблема: каким образом лучше всего рассуждать о человеке? При описании простых ньютоновских систем, например планет, вращающихся вокруг Солнца, важен детерминизм. При рассуждениях о неимоверно более сложных системах, таких как люди, мы не можем добыть достаточно информации, чтобы давать абсолютно точные прогнозы. Наши лучшие теории о людях, описываемые в собственных терминах и не связанные с базовым уровнем частиц и сил, оставляют предостаточно места для свободной воли.

* * *

Согласно классической физике, мир в основе своей не является телеологическим: то, что произойдёт дальше, не зависит от какой-либо будущей цели или окончательной причины, по которой всё может делаться. Мир в основе своей также не историчен; для суждений о будущем — в принципе — требуются лишь точные знания о настоящем моменте, а не о прошлом. Действительно, целостность всей истории в настоящем и будущем определяется исключительно настоящим. Вселенная абсолютно сосредоточена на текущем моменте; она развивается от мгновения к мгновению в тисках нерушимых физических законов, совершенно без учёта славных достижений или многообещающих перспектив. Гораздо позже биолог Эрнст Геккель назвал такой подход «дистелеологией», но термин оказался очень неудачным и не прижился.

Сегодня мы сказали бы, что Лаплас сближал Вселенную с компьютером. Вселенная получает ввод (текущее состояние Вселенной), производит вычисления (законы физики) и выдаёт вывод (состояние Вселенной в следующее мгновение). Аналогичные идеи до Лапласа высказывали Готтфрид Вильгельм Лейбниц и Руджер Бошкович, а ещё двумя тысячелетиями ранее эти идеи предвосхитила Адживика, неортодоксальная школа древнеиндийской философии. Поскольку во времена Лапласа компьютеров ещё не существовало, он воображал «обширный разум», знавший положение и скорость всех частиц во Вселенной, понимавший все силы, которым они подчиняются, и обладавший достаточной вычислительной мощностью для применения законов ньютоновской механики. В таком случае, по мысли Лапласа, «для такого разума ничего не было бы неясного, и будущее существовало бы в его глазах точно так же, как прошлое». Современники сразу же сочли название «обширный разум» невероятно скучным и переименовали его в «демона Лапласа».

Мы привыкли говорить «в следующий миг», но для Ньютона и Лапласа, а также согласно наиболее полным современным представлениям теоретической физики время течёт непрерывно, а не дискретно. Сама эта проблема невелика; она решается при помощи дифференциального исчисления, которое именно для этой цели разработали Ньютон и Лейбниц. Под «состоянием» Вселенной или любой её подсистемы мы понимаем положение и скорость каждой содержащейся в ней частицы. Скорость — это просто темп изменения (производная) положения с течением времени; законы физики также позволяют вывести ускорение — темп изменения скорости с течением времени. Итак, вы сообщаете мне о состоянии Вселенной, а я, используя законы физики, могу просчитать его в будущее или прошлое и узнать о состоянии Вселенной в любой другой момент времени.

Мы говорим на языке классической механики — упоминаем частицы, силы, но сама эта идея гораздо более мощная и универсальная. Лаплас ввёл идею «полей» как важнейшей физической концепции, которая закрепилась в XIX веке в трудах Максвелла и Фарадея по электричеству и магнетизму. В отличие от частицы, обладающей положением в пространстве, поле обладает значением в каждой отдельно взятой точке пространства — в принципе, это и есть поле. Но это значение поля можно трактовать как «положение», а темп его изменения как «скорость», то есть весь мысленный эксперимент Лапласа не теряет актуальности. То же касается общей теории относительности Эйнштейна, и квантовомеханического уравнения Шрёдингера, и современных построений вроде теории суперструн. Со времён Лапласа любая серьёзная попытка разобраться в глубинных механизмах Вселенной предполагала, что прошлое и будущее определяются текущим состоянием системы. (Возможное исключение — изучаемый в квантовой механике коллапс волновой функции, о чём мы поговорим позднее.)

Этот принцип имеет простое, пусть и потенциально обманчивое название: «сохранение информации». Точно так же, как сохранение импульса подразумевает, что Вселенная может просто оставаться в движении, не нуждаясь при этом в скрытом перводвигателе, сохранение информации означает, что в каждом моменте содержится достаточное количество информации, чтобы определить состояние на любой другой момент времени.

В данном случае термин «информация» нужно воспринимать осторожно, поскольку в разном контексте учёные обозначают этим словом разные вещи. Иногда «информация» означает уже имеющиеся у вас знания о положении дел. В других случаях это имеющаяся в вашем распоряжении информация, воплощённая в виде той или иной макроскопической системы (независимо от того, получаете вы информацию, рассматривая данную систему, или нет). Мы будем использовать третье возможное определение информации: полное описание состояния системы — всё, что возможно о ней узнать. Говоря о сохранении информации, мы имеем в виду как раз всю информацию о системе.

Два этих закона сохранения — импульса и информации — подразумевают массу изменений в нашей наилучшей базовой онтологии. Древнее аристотелевское мировоззрение было удобным и в некотором смысле персоналистическим. Если тела движутся, значит должен быть двигатель; если что-то происходит, то у этого должна быть причина. Лапласовское мировоззрение — сохраняющееся в науке и сегодня — основано на закономерностях, а не на натурах и целях. Если происходит определённое событие, то мы знаем, к какому другому событию оно обязательно приведёт, и такая последовательность описывается законами физики. Почему? Потому что мы наблюдаем именно такую закономерность.

* * *

Демон Лапласа — это мысленный эксперимент, который мы не собираемся воспроизводить в лаборатории. В реальной действительности нет и никогда не будет разума, столь обширного и осведомлённого, чтобы он мог спрогнозировать будущее Вселенной по её настоящему. Если задуматься и попытаться представить себе такой компьютер, то осознаёшь, что он должен быть не менее мощным и огромным, чем вся Вселенная. Чтобы с достаточной точностью смоделировать целую Вселенную, ею, в сущности, требуется быть. Поэтому данная проблема не может считаться практической инженерной задачей — подобное никогда не будет сделано.

Нас в данном случае интересует сам принцип — тот факт, что настоящее Вселенной определяет её будущее, а не возможность воспользоваться этим фактом для прогнозирования. Это свойство, детерминизм, задевает некоторых людей. Поэтому стоит внимательнее изучить связанные с ним ограничения и перспективы.

Классическая механика — система уравнений, которую изучали Ньютон и Лаплас, — не является совершенно детерминистичной. Известны такие ситуации, в которых отдельный результат нельзя спрогнозировать по текущему состоянию системы. Большинство людей это не волнует, поскольку подобные случаи исключительно редки — в принципе они бесконечно редки на фоне того множества всевозможных явлений, которые могут происходить в системе. Это искусственные ситуации, о которых забавно размышлять, однако особой роли в окружающем нас беспорядочном мире они не играют.

Более популярное возражение против детерминизма связано с феноменом хаоса. Из-за зловещего названия сложно понять простоту этого феномена: во многих видах систем малейшие неточности в наших знаниях об изначальном состоянии системы могут вызывать в них очень серьёзные итоговые вариации. Однако в контексте существования детерминизма существование хаоса не играет решительно никакой роли. Лаплас считал, что исчерпывающая информация позволяет дать идеальный прогноз. Теория хаоса гласит, что слегка неточная информация приводит к очень неточным прогнозам. Именно так, но картина от этого ничуть не меняется. Ни у одного здравомыслящего человека никогда не возникало и мысли о том, что мы могли бы воспользоваться логикой Лапласа и сконструировать полезный прогностический прибор; его мысленный эксперимент всегда имел принципиальное, а не практическое значение.

Настоящая проблема классической механики заключается не в том, как устроен мир. Сегодня мы прекрасно понимаем: квантовая механика, появившаяся в начале XX века, — это совершенно особая онтология. В квантовой механике нет «положений» и «скоростей», есть только «квантовое состояние», также называемое «волновой функцией», на основании которого можно просчитывать результаты экспериментов в наблюдаемой системе.

Сегодня квантовая, а не классическая механика является наилучшим известным нам способом суждения о глубоком уровне Вселенной. К сожалению и к великому огорчению физиков во всём мире, мы не вполне представляем себе, что же представляет собой эта теория. Мы знаем, что квантовое состояние системы, не испытывающее внешних воздействий, развивается идеально детерминистическим образом, и в нём нет даже таких редких, но досадных случаев недетерминизма, какие встречаются в классической механике. Но когда мы проводим наблюдение системы, нам кажется, что она ведёт себя беспорядочно, а не детерминированно. Волновая функция «коллапсирует», и мы можем с очень высокой точностью прогнозировать вероятность наблюдения тех или иных результатов такого коллапса, но никогда не можем с определённостью сказать, каков будет результат на этот раз.

Есть несколько конкурирующих подходов к тому, как лучше всего понять проблему измерения в квантовой механике. Некоторые связаны с чистой случайностью, другие (в том числе моя любимая «эвереттовская» или «многомировая» интерпретация) сохраняют полный детерминизм. Мы поговорим об этих альтернативах в главе 21. Однако во всех популярных версиях квантовой механики прослеживается базовая философия лапласовского анализа, пусть даже приходится отказаться от абсолютной предсказуемости: при прогнозировании того, что произойдёт далее, важно только актуальное состояние Вселенной — не какая-либо будущая цель, не знание о том, в каком состоянии система была прежде. Насколько позволяют судить самые точные современные физические данные, каждый момент времени следует за предыдущим согласно чётким, объективным, количественным правилам.

* * *

Существует некоторая разница между лапласовским детерминизмом и тем смыслом, которое большинство людей вкладывают во фразу «будущее предопределено». Эта фраза связана с образами судьбы, или фатума — идеей о том, что «чему бывать, того не миновать», подразумевающей, что всё уже предрешено кем-то или чем-то.

Физическое понятие детерминизма отличается от судьбы, или фатума, в одном тонком, но важнейшем аспекте: поскольку демона Лапласа в реальности не существует, будущее может быть предопределено настоящим, но буквально никто не знает, каким оно будет. Размышляя о судьбе, можно вспомнить о трёх мойрах из греческой мифологии или о трёх ведьмах из шекспировского «Макбета» — дряхлых пророчицах, которые, говоря загадками, указывают наш будущий путь; мы пытаемся свернуть с него, но нам это не удаётся. Реальная Вселенная совершенно не такая. Она больше напоминает надоедливого ребёнка, которому нравится приставать к людям и говорить: «А я знаю, что с вами будет!». Когда мы спрашиваем, а что же, ребёнок отвечает: «Не скажу». Когда же что-то происходит, чадо говорит: «Вот видите! А я знал, что это случится!». Вселенная действует так же.

Моментальная, или лапласовская, природа физической эволюции не играет особой роли при выборе, который нам приходится делать в повседневной жизни. В случае поэтического натурализма ситуация ясна. Можно говорить о Вселенной, описывая её как совокупность частиц и квантовых состояний; в данном случае главенствует Лаплас, а последующие события зависят только от актуального состояния системы. Есть и другой способ: Вселенная рассматривается в более широком масштабе, где уже есть место для таких категорий, как «выбор» и «люди». В отличие от наших наилучших теорий о планетах и маятниках, лучшие теории о человеческом поведении недетерминистичны. Мы совершенно не можем предугадать, как поведёт себя человек, исходя из наблюдаемого состояния, в котором этот человек находится. Наши представления о детерминированности человеческого поведения зависят от того, что нам известно.

 

Глава 5

Почему это произошло?

В 2003 году голландская педиатрическая медсестра Люси де Берк была приговорена к пожизненному заключению без права обжалования приговора за убийство четверых детей, находившихся у неё под присмотром, а также за покушение на убийство ещё троих. Её дело стало сенсацией по необычной причине: из-за злоупотребления статистическим мышлением.

Прямые доказательства вины, выдвинутые против Берк, были сомнительными. Так, в одном случае жертва («малышка Эмбер») предположительно была отравлена дигоксином, но врачи указывали, что подобные химические сигналы могли возникнуть и естественным образом. Важнейшая деталь дела Берк заключалась не в наличии каких-либо неопровержимых доказательствах конкретных убийств, а в полной статистической невозможности такого числа летальных исходов, которые случайно пришлись бы на дежурства одной и той же медсестры. Один эксперт под присягой заявил, что вероятность такого совпадения — менее одного к 342 миллионам. Сторона обвинения убедила следствие в том, что подобная маловероятность, проистекающая из статистических расчётов, позволяет опираться на сравнительно неполную доказательную базу при оценке летальных исходов в целом (чем если бы речь шла о единственном инциденте).

Проблема заключалась в том, что расчёты были совершенно надуманными. Они изобиловали элементарными ошибками — от умножения вероятностей, которые не были независимыми, до «выуживания» мнимых совпадений в большом массиве событий. После вынесения приговора другие эксперты предъявили альтернативные вычисления с результатами вероятности от одного к миллиону до одного к двадцати пяти в зависимости от формулировки вопросов. Дальнейшее расследование показало, что до поступления Берк на работу в эту больницу младенческая смертность там была ещё выше; а ведь при появлении в коллективе серийного убийцы всё должно было оказаться наоборот. В конечном итоге из-за сомнительности статистического обоснования и отсутствия прямых доказательств дело было отправлено на пересмотр. В 2010 году Берк была полностью оправдана.

Однако несправедливый приговор, вынесенный Люси де Берк, невозможно объяснить лишь математическими ошибками. Вся драма развернулась из-за психологического убеждения: нечто столь ужасное, как смерть всех этих детей, не могло произойти случайно — кто-то должен быть виноват. У этого должна быть причина. Смерть ребёнка по определению ужасна, но она легче укладывается в голове, если её удаётся объяснить чьими-то деяниями, а не простой случайностью.

Поиск причин и оснований — глубочайшее свойство человеческой природы. Мы склонны улавливать закономерности, легко различаем лица на поверхности Марса или усматриваем связь между положением Венеры на небе и нашими любовными переживаниями. Мы не только ищем порядок и обусловленность, но и высоко ценим справедливость. В 1960-е годы психолог М. Лернер предложил концепцию «ошибка справедливого мира», заметив склонность людей винить страдальцев, если что-то пошло не так. Для проверки этой идеи он вместе с коллегой Кэролин Симмонс ставил эксперименты, в которых испытуемому показывали другого человека, якобы получавшего мучительные удары током. Затем испытуемые — ничего не знавшие о людях, якобы испытывавших электрошок, — жёстко отзывались о них, порицая их характер. Чем сильнее казались удары током, тем суровее испытуемые относились к жертвам.

* * *

Поиск причин, по которым случаются те или иные вещи, ни в коем случае не иррационален. Во многих привычных контекстах события не происходят «просто так». Если вы сидите в комнате, а окно вдруг разбивается и в него влетает футбольный мяч, то логично будет посмотреть на улицу и проверить, не играют ли там дети. Гигантские киты не материализуются из воздуха на высоте нескольких километров. На протяжении эволюции мы развивали интуицию, связанную с причинно-следственными факторами, так как она помогает разобраться в истинном устройстве мира.

Ошибочно возводить эти ожидания в ранг нерушимого принципа. Мы видим: что-то происходит, и находим этому причину. Это касается не только повседневных событий и рассуждений о человеческой судьбе, но и самых основ онтологии. Мы считаем, что, если мир состоит из определённых вещей и функционирует согласно определённым законам, тому должна быть причина.

У этой ошибки есть название: «принцип достаточного основания». Термин был предложен Готтфридом Лейбницем, но в общем эту идею разделяли и многие более ранние мыслители, наиболее заметным из которых был Барух Спиноза, живший в XVII веке. Одна из формулировок этого принципа звучит следующим образом:

Принцип достаточного основания (ПДО): всякий истинный факт является истинным по какой-либо причине, и по этой же причине некий иной факт истинным не является.

Лейбниц в своё время сформулировал этот принцип просто как «ничего не происходит без причины», что удивительно близко к максиме «на всё есть причина» — сегодня её пишут и на футболках, и на наклейках для бампера. (Напротив, дизайнер Эмили Макдауэлл, победившая рак, продаёт «отзывчивые открытки», на одной из которых написано: «Можно, я буду первой, кто треснет следующего любителя порассуждать “всё в жизни случается не просто так”?».) Лейбниц допускал, что иногда причины происходящего ведомы лишь Богу.

Почему нам свойственно верить, что мы не просто можем, как правило, найти причину всему происходящему, но и что каждое событие во Вселенной имеет свою причину? Ведь существует очевидная альтернатива: у некоторых явлений есть причины, но есть и «упрямые» факты: они попросту истинны, а почему — непонятно. Как судить, являются ли такие «упрямые» факты элементом базовой онтологии мира?

* * *

Всякий раз, сталкиваясь с вопросами веры, мы можем прибегнуть к приёму под названием абдукция, или «вывод к наилучшему объяснению». Абдукция — вид рассуждения, который можно сравнить с дедукцией и индукцией. При дедукции мы исходим из некоторых аксиом, истинность которых не вызывает сомнений, и тщательно делаем из них соответствующие выводы. При индукции мы исходим из некоторых известных нам примеров и обобщаем их для получения более широкого контекста — тщательно, если у нас есть определённые причины полагать, что подобное обобщение всегда справедливо. Но зачастую такой гарантии у нас нет. При абдукции, напротив, мы берём все наши базовые знания об устройстве мира, возможно предпочитая более простые объяснения сравнительно сложным (бритва Оккама), и решаем, какое из возможных объяснений лучше всего согласуется со всеми имеющимися у нас фактами. В главах 9 и 10 мы подробнее обсудим эту проблему под названием «байесовский вывод».

В случае с принципом достаточного основания давайте для простоты разделим все возможности на две группы, соответствующие двум противоположным гипотезам: у каждого факта есть причина, позволяющая его объяснить (ПДО верен), или у некоторых фактов она отсутствует (ПДО ложен). Каждой из гипотез мы присвоим определённую исходную субъективную вероятность — начальную степень доверия данной гипотезе. Затем мы будем собирать факты, наблюдая за устройством мира, и соответствующим образом корректировать уровень вероятности.

Как правило, сторонники принципа достаточного основания действуют так: они отказываются собирать факты, заявляя, что у нас есть «базовый метафизический принцип» — так сказать, феномен, усомниться в достоверности которого попросту немыслимо. Соответственно, каждому факту, имеющему причину, они присваивают начальную степень доверия 1, а самому существованию «упрямых» фактов — начальную степень доверия 0. В таком случае никакие факты уже не смогут поколебать этих степеней доверия; вы просто будете верить, что у каждого факта есть достаточное основание.

На самом деле, чтобы обыденное наблюдение могло быть возведено в ранг «метафизического принципа», оно должно соответствовать очень высоким стандартам. Как указывал шотландский философ Дэвид Юм — он как никто заслуживает права именоваться отцом поэтического натурализма, возможно, наряду со своим древнеримским предшественником Лукрецием, — принцип достаточного основания, по-видимому, недотягивает до такого уровня. Юм отмечал, что представление о фактах, не имеющих причин, может показаться необычным, но в нём нет никаких неотъемлемых противоречий, и оно не является логически невозможным.

Если прямо спросить сторонников принципа достаточного основания, почему же мы не можем без него жить, они обычно выбирают одну из двух линий защиты. Во-первых, они могут попытаться апеллировать к другому базовому метафизическому принципу. Например, Лейбниц писал о «принципе наилучшего», согласно которому Бог всегда действовал наилучшим возможным образом — в том числе создавая мир. Этот аргумент убедителен лишь при условии, что мы признаём этот новый принцип безусловно верным, на что редко соглашаются люди, скептически относящиеся уже к принципу достаточного основания.

Другой вариант защиты — заявить, что нечто подобное принципу достаточного основания неотъемлемо от акта логического суждения как такового и что этот принцип по определению исполнен рациональности. Допустим, однажды утром вы решили принять душ, заходите в ванную — а в ванне лежит аккордеон. Скорее всего, вы сочтёте, что аккордеон не мог оказаться в ней без причины. Вероятно, это произошло не просто так. Продолжая такую логику, мы распространяем её на все факты, наблюдаемые во Вселенной; у всего, доступного нашему восприятию, обязательно должна быть причина, считаем мы.

Разумеется, это не аргумент в пользу логической неопровержимости принципа достаточного основания; он попросту подразумевает, что иногда мы действуем так, словно некий подобный принцип является истинным. Честно говоря, это эмпирический аргумент, основанный на фактах, а отнюдь не априорный. По опыту, мы не привыкли к тому, чтобы аккордеоны просто так появлялись где попало; но мы определённо способны представить себе мир, где такое возможно.

Метафизические принципы дают соблазнительные простые объяснения, но руководствоваться ими нельзя. Существуют серьёзные основания полагать, почему все вещи обычно происходят по какой-либо причине, — а также основания, не позволяющие признать такой принцип незыблемым.

* * *

Возможно, покажется странным полагать, что, с одной стороны, мы живём в лапласовской Вселенной, где каждое последующее мгновение вытекает прямо из предыдущего в соответствии с нерушимыми законами физики, а с другой — что есть факты, объяснить которые какими-либо причинами невозможно. Разве мы не можем всегда найти причину происходящего, сославшись, например, на «законы физики и состояние Вселенной в предыдущий момент»?

Всё зависит от того, какой смысл мы вкладываем в слово «причина». Прежде всего, важно различать два вида «фактов», которые мы, возможно, захотим объяснить. Есть происходящие вещи, то есть состояния Вселенной (или её частей) в конкретные моменты времени. А ещё есть свойства Вселенной, в частности сами законы физики. Достаточные основания для объяснения первых отличаются от достаточных оснований для объяснения вторых.

В случае «происходящих вещей» «основание» фактически тождественно «причине» события. Да, мы с полным правом можем сказать, что такие события объясняются и обусловливаются «законами физики и состоянием Вселенной в предыдущий момент». Это верно даже для квантовой механики, которую иногда ошибочно приводят в качестве примера системы, в которой некоторые события (например, распад атомного ядра) происходят без всяких причин. Если вы ищете именно такие основания, то законы физики действительно их дают — не в качестве метафизического принципа, а в качестве закономерности, наблюдаемой в нашей Вселенной.

Однако когда люди доискиваются оснований, они обычно имеют в виду иное. Если вас занимают вопросы: «Почему кто-то снова открыл огонь по людям?» или «Почему средняя температура земной атмосферы повышается так стремительно?», то ответ: «Это объясняется законами физики и текущим состоянием Вселенной» — явно будет неудовлетворительным. На самом деле мы ищем какую-то характерную деталь состояния Вселенной, не будь которой, данное событие не произошло бы.

Сами законы физики, как уже обсуждалось выше, никоим образом не связаны с «основаниями» или «причинами». Это просто закономерности, которые объединяют события, разнесённые в пространстве и во времени. Тем не менее концепция «подлинной причины» порой истинна и очень полезна в нашей обыденной жизни. Любой разумный поэтический натуралист счёл бы её полезной составляющей точного способа рассуждения об определённой части Вселенной. Действительно, мы упоминали об этом в самом первом абзаце данного раздела.

Возможно, напрашивается вопрос: «По какой причине целесообразно рассуждать об этих “причинах”?». Ответ на него таков: «Поскольку существует стрела времени».

В ближайших разделах мы увидим, что наблюдаемая Вселенная — не просто беспорядочная масса материи, подчиняющейся законам природы, — нет, это материя, возникающая в очень своеобразном виде, которая лишь потом подчиняется законам физики. Под «самым началом» я имею в виду условия, существовавшие на момент Большого взрыва, около 14 миллиардов лет тому назад. Мы не знаем, был ли Большой взрыв фактическим началом отсчёта времени, но этот момент в прошлом — самый ранний, о котором нам известно. С него начинается существование наблюдаемой части космоса. Особая структурная организация Вселенной на тот момент была примечательна тем, что в этой Вселенной наблюдалась очень малая энтропия. Энтропия — это научный способ измерения неупорядоченности системы или доли случайности в ней. Энтропия тогда была очень невелика и с тех пор возрастает: наблюдаемая часть Вселенной когда-то находилась в очень необычном упорядоченном виде и за последние 14 миллиардов лет стала гораздо хаотичнее.

Именно благодаря тенденции увеличения энтропии существует стрела времени. Разбить яйцо просто, а воссоздать его, собрав из скорлупок, сложно; сливки с кофе легко смешиваются, а вот отделить их потом друг от друга нельзя; все мы рождаемся юными и постепенно стареем; мы помним вчерашние события и не помним завтрашние. Самое главное: причина события должна ему предшествовать, а не следовать за ним.

В фундаментальных законах физики нет никакой отсылки к «причинам», равно как и нет стрелы времени. На уровне законов физики прошлое и будущее равноценны. Однако наш обыденный язык объяснений и причинно-следственных связей удобен именно потому, что жёстко завязан на стрелу времени. Без неё рассуждать о Вселенной в таких терминах было бы абсолютно бессмысленно.

В нескольких следующих разделах мы увидим, почему несомненные вещи: у всего есть причина, любое следствие чем-то обусловлено — суть не фундаментальные принципы, а локальные признаки развития материи в нашей локальной Вселенной. Существует тесная связь между космологией, с одной стороны, и знаниями, с другой. Поняв нашу Вселенную, мы разберёмся и в том, откуда взялось убеждение, что события происходят по какой-либо причине.

Иными словами, «причины» или «основания», по которым происходят события, не фундаментальны; они эмерджентны. Нужно внимательнее изучить историю Вселенной, чтобы понять, почему возникли эти феномены.

* * *

Поиск таких причин хочется начать с самого очевидного вопроса: почему различные свойства Вселенной получились такими, какие они есть? Почему в момент Большого взрыва энтропия была низкой? Почему в пространстве три измерения? Почему протон почти в 2000 раз тяжелее электрона? Почему Вселенная вообще существует?

Эти вопросы весьма отличаются от вопроса о том, «откуда взялся аккордеон у меня в ванне». Мы уже не спрашиваем о конкретных происшествиях, поэтому ответ «потому что таковы были законы физики и исходная конфигурация Вселенной» нас не устраивает. Теперь мы пытаемся выяснить, почему фундаментальная ткань реальности оказалась именно такой, а не иной.

В данном случае важно признать, что подобные вопросы могут иметь, а могут и не иметь ответов. Мы вольны их задавать, но не вправе требовать ответа, который бы нас удовлетворил. Мы должны быть готовы к тому, что существуют упрямые факты — просто такова реальность.

Подобные вопросы «Почему?» существуют не в вакууме. Они имеют смысл в определённых контекстах. Если мы спросим: «Почему у меня в ванной оказался аккордеон?», а нам ответят: «Потому что пространство трёхмерное», то такой ответ нас не удовлетворит (хотя, заметим, пожалуй, и верно, что если бы пространство было двухмерным, то аккордеона там бы не оказалось). Мы задаём вопрос в контексте такого мира, где существуют «аккордеоны», которые обычно встречаются в одних местах и отсутствуют в других; в этом мире также существуют «ванны», в которых регулярно попадаются определённые предметы, а другие предметы не попадаются никогда. Например, в этом контексте возможна такая ситуация. У вас есть сосед по комнате, который минувшим вечером пригласил друзей. Они напились, а одна приятельница пришла с аккордеоном, на котором играла не переставая. Всем это надоело, и аккордеон решили от неё спрятать. Лишь в подобном контексте мы можем надеяться получить ответ на заданный нами вопрос «Почему?».

Однако Вселенная и законы физики, насколько нам известно, не вписаны в более широкий контекст. Но это не исключено — мы должны допускать возможность того, что за пределами нашей Вселенной может что-то находиться, будь то нефизическая реальность или нечто более прозаическое, например совокупность вселенных, слагающих Мультивселенную. В таком контексте можно было бы попробовать задать вопрос о том, какие вселенные являются «нормальными» либо создаются легко, а может быть, найти объяснения для некоторых конкретных явлений, которые мы наблюдаем. В другом случае мы могли бы открыть причины, по которым сами законы физики диктуют строго определённые значения для некоторых величин, которые мы считали случайными (например, масса протона и масса электрона), и эти значения можно вывести из некоего более глубокого принципа. Тогда мы могли бы сами себя похвалить за то, что смогли что-то объяснить.

Мы не можем требовать от Вселенной, чтобы она удовлетворяла наш исследовательский азарт. Любознательность — благо, хорошо искать ответы на вопросы «почему?» там, где мы можем их найти, либо если мы полагаем, что, ставя такие вопросы, сможем лучше понять те или иные вещи. Однако мы должны спокойно относиться к тому, что на некоторые вопросы не сможем получить более вразумительного ответа, чем «потому что». Мы к этому не привыкли — интуиция нас заверяет, что любое явление может быть объяснено как следствие определённой причины. Чтобы понять, почему у нас сложилось такое впечатление, нужно подробнее разобраться с тем, как развивалась наша Вселенная.

 

Глава 6

Наша Вселенная

Ничто так не помогает рассмотреть человеческое существование в контексте, как размышления о космосе. Вы, с удобством расположившись в комнате с бокалом вина и хорошей книгой, можете даже не догадываться о том, что прямо у вас под боком происходит нечто, непосредственно связанное с эволюцией целой Вселенной. Многие важнейшие аспекты нашей жизни на Земле — представления о ходе времени, существовании причин и следствий, наши воспоминания о прошлом и свобода выбирать себе будущее — в конечном итоге являются следствиями тех условий, что сложились к моменту Большого взрыва. Чтобы увидеть эту общую картину, мы должны взглянуть на себя в космологическом контексте.

Сложно без трепета глядеть в ночное небо. В подлинной темноте, далеко от вездесущих огней человеческой цивилизации, иссиня-чёрный фон оживает: на нём сияют тысячи звёзд, несколько планет и величаво раскинувшийся от горизонта до горизонта Млечный Путь — наша Галактика. Кроме того, сложно представить себе истинные масштабы Вселенной, часть которой мы видим, глядя в ночное небо, — нет вех, которые позволяли бы оценить размер и размах Вселенной. Звёзды очень напоминают планеты, хотя мы и знаем, что они совсем другие; звёзды совсем не похожи на Солнце, хотя мы и знаем, что Солнце — одна из звёзд.

Неудивительно, что древние космологи, теоретизируя о Вселенной, считали её центром феномен, который понимали лучше всего: самих себя. В различных культурах, разбросанных по всему миру, было придумано несколько космологических сюжетов, однако всем им свойственно общее убеждение, что наш дом, Земля, — особенное место. Иногда Земля представляется центром мироздания, в других случаях — основой мира; очень часто она имеет особое значение для той силы или Бога, которые сотворяют мир. Так или иначе, есть общее мнение, что мы важны во вселенском масштабе.

Древнееврейская космология

Только в XVI веке Джордано Бруно, итальянский философ и мистик, впервые предположил, что Солнце — лишь одна из многих звёзд, а Земля — лишь одна из многих планет, вращающихся вокруг звёзд. В 1600 году Бруно сожгли в Риме на костре как еретика, заперев рот железным кляпом, шипы которого пронзили ему язык. Вероятно, космологические рассуждения Бруно не относились к той ереси, которую Церковь сочла наиболее возмутительной, но что толку.

Сегодня мы хорошо представляем себе масштабы Вселенной. Бруно был на верном пути — с космологической точки зрения нет никаких признаков того, чтобы мы имели хоть какое-то значение.

Современная космология; модель Вселенной в очень большом масштабе, где показаны миллиарды галактик, в каждой из которых насчитываются миллиарды звёзд, и у многих звёзд есть системы планет, похожие на Солнечную

* * *

Мы долго и упорно складывали современную космологическую картину на основании данных, собранных астрономами, причём полученные результаты зачастую опровергали общепринятые теоретические взгляды своего времени. Век тому назад, в 1915 году, Альберт Эйнштейн добавил последние штрихи к своей общей теории относительности. Согласно этой теории, само пространство–время представлялось динамическим объектом, кривизна которого служит источником известной нам силы тяготения. Можно смело утверждать, что до этого мы не имели ни малейшего понятия о том, что представляет собой Вселенная в большом масштабе. Пространство–время считалось абсолютным и вечным (согласно ньютоновской механике), а астрономы спорили о том, является ли Млечный Путь единственной галактикой во Вселенной либо одной из бесчисленного множества.

Сегодня эти основы изучены очень хорошо. Млечный Путь — хорошо различимая полоса, пролегающая через ночное небо, — это галактика, совокупность звёзд, вращающихся под действием взаимного гравитационного притяжения. Сложно подсчитать, сколько звёзд в галактике Млечный Путь, но их никак не меньше 100 миллиардов. Галактика Млечный Путь — не единственная; известно, что в наблюдаемой части Вселенной рассеяно как минимум 100 миллиардов галактик, большинство из них сравнимо по размеру с нашей. (По случайному совпадению, именно около 100 миллиардов нейронов насчитывается в человеческом мозге.) Недавние исследования близлежащих звёзд показали, что у большинства из них есть планеты того или иного рода, а примерно каждая шестая звезда имеет планету, похожую на Землю.

Возможно, самая примечательная особенность распределения галактик в космосе заключается в том, что чем дальше мы заглядываем, тем большее единообразие наблюдаем. В очень больших масштабах Вселенная удивительно ровная и безликая. У нее нет ни центра, ни верха, ни низа, ни краёв, ни каких-либо особенных мест.

Общая теория относительности подсказывает, что, если рассеять всю эту материю в пространстве, она не будет оставаться на месте. Галактики будут притягивать друг друга, поэтому Вселенная станет либо расширяться из более плотного состояния в более разреженное, либо сжиматься из разреженного в более плотное. В 1920-е годы Эдвин Хаббл открыл, что наша Вселенная действительно расширяется. Исходя из этого открытия мы теоретически можем экстраполировать данный процесс в прошлое. Согласно общей теории относительности, если перемотать плёнку с историей Вселенной до самого начала, то получится сингулярность, где плотность и скорость расширения стремятся к бесконечности.

Этот сценарий был разработан бельгийским священником Жоржем Леметром под названием «Первичный атом», но позже стал именоваться «моделью Большого взрыва», согласно которой ранняя Вселенная была не только плотнее, но и горячее современной. Она была настолько густой и жаркой, что должна была сиять как недра звезды, причём всё это излучение должно по-прежнему наполнять весь космос, то есть его можно обнаружить при помощи телескопов. Это и произошло судьбоносной весной 1964 года, когда астрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон, работавшие в Лаборатории имени Белла, обнаружили космический микроволновый фон — реликтовое излучение, сохранившееся с первых мгновений существования Вселенной, которая постоянно расширялась, при этом остывая. Сегодня его температура составляет чуть более трёх градусов выше абсолютного нуля — в нашей Вселенной холодно.

* * *

Говоря о «модели Большого взрыва», нужно быть внимательными и не путать её с самим «Большим взрывом». В первом случае имеется в виду крайне успешная теория, описывающая эволюцию наблюдаемой части Вселенной; во втором — гипотетический момент, о котором мы почти ничего не знаем.

Модель Большого взрыва — это просто идея о том, что около 14 миллиардов лет тому назад вся материя во Вселенной была исключительно горячей, плотной и практически равномерно распределённой в пространстве; при этом она стремительно расширялась. По мере расширения пространства материя разрежалась и остывала, звёзды и галактики конденсировались из однородной плазмы под неумолимым действием гравитации. К сожалению, на заре существования Вселенной плазма оставалась настолько густой и горячей что, в сущности, была непрозрачной. Фоновое космическое микроволновое излучение демонстрирует, как выглядела Вселенная, когда приобрела прозрачность, но мы не можем непосредственно увидеть, что было ранее.

Сам Большой взрыв, спрогнозированный общей теорией относительности, — это момент времени, а не место в пространстве. При Большом взрыве материя должна была выплеснуться в пустое первичное пространство; это было начало целой Вселенной, когда вся материя в один миг равномерно распределилась в космосе. Это был момент, до которого не было ничего: ни пространства, ни времени.

Кроме того, наиболее вероятно, что такого момента не было. Большой взрыв был предсказан общей теорией относительности, но считается, что именно в сингулярности — состоянии с бесконечно большой плотностью вещества — общая теория относительности перестаёт работать; сингулярность выходит за пределы применения этой теории. В крайнем случае в таких условиях исключительно важную роль должна сыграть квантовая механика, а общая теория относительности остаётся не более чем классической теорией.

Итак, Большой взрыв в действительности не отмечает начало нашей Вселенной — это момент, ранее которого не работают наши теории. На основе наблюдаемых данных мы довольно хорошо представляем себе, что происходило вскоре после Большого взрыва. Фоновое микроволновое излучение с очень высокой точностью сообщает нам, какая ситуация сложилась сотни тысяч лет спустя, а изобилие лёгких элементов позволяет понять, что происходило во Вселенной, когда вся она была реактором ядерного синтеза — всего через несколько минут после Большого взрыва. Однако сам Большой взрыв — тайна. Его не следует считать «сингулярностью в начале времён»; лучше понимать его как «не поддающийся описанию древнейший момент, в который Вселенная была невероятно горячей и плотной».

* * *

С тех пор как было открыто расширение Вселенной, космологи ломают голову над тем, какая судьба её ждёт. Будет ли Вселенная расширяться вечно, либо в какой-то момент этот процесс обратится вспять и закончится Большим сжатием?

Важная деталь выяснилась в самом конце XX века, когда две группы астрономов объявили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Если наблюдать определённую далёкую галактику и измерять её скорость, а затем повторить такой замер несколько миллионов или миллиардов лет спустя, то окажется, что теперь эта галактика удаляется от вас ещё быстрее. Разумеется, астрономы поступили иначе: они просто сравнили скорости галактик, удалённых от нас на разное расстояние. Если такая закономерность будет сохраняться всегда — что представляется весьма вероятным, то расширение и разрежение Вселенной продлятся вечно.

В принципе, следовало бы ожидать, что расширение Вселенной должно замедляться под действием взаимного гравитационного притяжения галактик. Наблюдаемое ускорение должно быть вызвано чем-то иным, нежели известной нам материей. Существует очевидный, наиболее вероятный кандидат на роль такого «ускорителя» — это энергия вакуума, которую открыл Эйнштейн и назвал «космологической постоянной». Энергия вакуума — это разновидность энергии, присущая пространству как таковому; она имеет постоянную плотность (количество энергии на кубический сантиметр) даже в условиях расширения пространства. Поскольку в рамках общей теории относительности энергия взаимодействует с пространством–временем, энергия вакуума никуда не исчезает и не расходуется; она может раздвигать пространство вечно.

Разумеется, мы не знаем, будет ли этот процесс вечным; мы можем лишь экстраполировать наши теоретические представления в будущее. Но возможно, и в некотором смысле было бы наиболее просто, если бы ускоряющееся расширение так и продолжалось до бесконечности.

Таким образом, нашу Вселенную ждёт довольно унылое будущее. Сейчас ночное небо искрится сияющими звёздами и галактиками. Но так будет не всегда: звёзды израсходуют топливо и погаснут. По оценке астрономов, последняя тусклая звезда потухнет примерно через квадриллион (1015) лет. К тому времени другие галактики уже будут далеко, а наша, местная группа галактик будет заполнена планетами, мёртвыми звёздами и чёрными дырами. Все эти планеты и звёзды одна за другой упадут в чёрные дыры, которые, в свою очередь, сольются в одну сверхмассивную чёрную дыру. В конечном итоге, как считает Стивен Хокинг, даже эти чёрные дыры испарятся. Примерно через один гугол (10100) лет все чёрные дыры в наблюдаемой части Вселенной рассеются и превратятся в тонкую дымку частиц, которая, в свою очередь, будет становиться всё более разреженной по мере расширения космоса. Окончательным исходом этого наиболее реального сценария, описывающего будущее нашей Вселенной, станет пустое и холодное пространство, которое будет существовать практически вечно.

* * *

Мы маленькие, Вселенная большая. Задумавшись о масштабах космоса, сложно поверить, что наше существование здесь, на Земле, играет важную роль и вообще имеет какое-либо предназначение.

Разумеется, это лишь то, что мы наблюдаем. Насколько нам известно, Вселенная может быть бесконечно велика либо быть только слегка больше, чем мы видим. Однородность, характерная для наблюдаемой нами области пространства, может продолжаться неопределённо далеко, либо другие регионы Вселенной могут быть исключительно непохожи на наш. Заявляя что-либо о свойствах Вселенной, находящейся за пределами досягаемости наших измерений, следует проявлять сдержанность.

Одно из наиболее поразительных свойств Вселенной — это контраст между её однородностью в пространстве и драматической эволюцией во времени. По-видимому, мы живём во Вселенной с ярко выраженным временным дисбалансом: с момента Большого взрыва до сегодняшнего дня минуло 14 миллиардов лет, а между нашим временем и концом Вселенной может пройти бесконечно долгий срок. Насколько мы знаем, оправданно считать, что мы живём в очень ранний и бурный период истории Вселенной — тогда как на протяжении большей части этой истории Вселенная будет тёмной, холодной и пустой.

Почему так? Может быть, у всего этого есть более глубокое объяснение, а может быть, это просто факт. Максимум, что может сделать современный космолог, — попытаться определить по этим наблюдаемым признакам Вселенной её истинную природу и попробовать сложить из них более полную картинку. Важнейший вопрос, встающий при этом перед нами: почему материя во Вселенной миллиарды лет развивалась так, что в ней появились мы?

 

Глава 7

Стрела времени

Все люди в течение жизни взрослеют, превращаясь из младенцев в стариков. Вселенная также меняется с возрастом — после Большого взрыва она была горячей и плотной, а в будущем станет холодной и пустой. Это два разных проявления хода времени — вектора, отличающего прошлое от будущего. Далеко не очевидно, что два этих процесса тесно связаны — однако это так. Причина, по которой мы рождаемся юными, а умираем старыми; причина, по которой мы можем выбирать, что сделать в будущем, но не можем изменить прошлое; причина, по которой мы помним прошлое, а не будущее, — все эти свойства прослеживаются вплоть до эволюции большой Вселенной и, в частности, до тех условий, в которых она зародилась 14 миллиардов лет тому назад в момент Большого взрыва.

Традиционно люди представляли всё наоборот. Было принято считать, что мир является телеологическим — ориентированным на какую-то грядущую цель. Однако лучше считать его этнологическим — от греческого слова «εκκίνηση», означающего «начало» или «отправление». Всё интересное и сложное, что есть в нашей Вселенной, можно проследить вплоть до её начала, а последствия этих изначальных событий мы испытываем каждый день.

Этот факт о Вселенной исключительно важен для понимания общей картины. Мы наблюдаем повседневный мир и описываем его в контексте причин и следствий, оснований, предназначений и целей. Ни одна из этих концепций не существует на базовом, глубинном уровне реальности. Они возникают, когда мы поднимаемся от основ мира к повседневности. Чтобы уяснить, почему мы, казалось бы, живём в мире причин и целей, а глубинная природа реальности состоит из безликих лапласовских закономерностей, требуется понять стрелу времени.

* * *

Для того чтобы понять время, удобно начать с пространства. Здесь, на поверхности Земли, простительно полагать, что существует принципиальная разница между «вверху» и «внизу», глубоко укоренившаяся в структуре реальности. В действительности же, на уровне законов физики, все направления в пространстве равны. Если бы вы были космонавтом, вышли в скафандре в открытый космос и занялись бы там какой-то работой, то не заметили бы никакой разницы между любыми пространственными направлениями. Явные различия между «верхом» и «низом» заметны не потому, что такова природа пространства, а потому, что мы живём вблизи от очень значительного объекта: Земли.

Со временем всё точно так же. В нашем обыденном мире ход времени ни с чем не спутаешь, и простительно полагать, что существует принципиальная разница между прошлым и будущим. На самом деле оба направления времени равноценны. Явные различия между «прошлым» и «будущим» заметны не потому, что такова природа времени, а потому, что мы существуем вскоре после очень значительного события: Большого взрыва.

Вспомните Галилея и закон сохранения импульса: физика упрощается, если игнорировать трение и другие обременительные эффекты, а рассматривать изолированные системы. Итак, давайте представим себе, что маятник качается вперёд и назад, а для удобства предположим, что наш маятник находится в герметичной вакуумной камере и не испытывает сопротивления воздуха. При этом кто-то записывает на плёнку движение маятника и потом показывает вам этот ролик. Вы не слишком впечатлены — ведь вы видели маятники и раньше. Тогда вам открывают тайну: на самом деле ролик воспроизводился в обратном направлении. Вы этого не заметили, так как маятник, отмеряющий время назад, выглядит точно так же, как и отмеряющий время вперёд.

Это простой пример, иллюстрирующий очень общий принцип. Если система в соответствии с законами физики может каким-либо образом изменяться «вперёд», то возможна и её эволюция в обратном направлении, «назад». Законы физики никоим образом не регламентируют, что явления могут происходить только в одном направлении времени, но не в другом. Физические движения, насколько нам известно, обратимы. Оба направления времени равноценны.

Всё это кажется достаточно разумным в случае простых систем: маятников, планет, вращающихся вокруг Солнца, хоккейной шайбы, скользящей почти без трения. Но если задуматься о сложных макроскопических системах, то весь наш опыт свидетельствует о том, что определённые процессы развиваются во времени именно от прошлого к будущему, но не наоборот. Яйца разбиваются и зажариваются, но их нельзя разжарить и залить обратно в скорлупу; духи рассеиваются по комнате, но никогда не возвращаются во флакончик; сливки смешиваются с кофе, но спонтанно разделить их нельзя. Если существует гипотетическая симметрия между прошлым и будущим, почему столь многие повседневные процессы происходят лишь от прошлого к будущему, но не наоборот?

Даже в случае таких сложных процессов оказывается, что возможны обратные процессы, полностью согласующиеся с законами физики. Яйца могут собраться в скорлупу, духи — вернуться во флакончик, сливки — отделиться от кофе. Нам всего лишь потребуется вообразить, как траектория каждой частицы в нашей системе (а также в телах, с которыми она взаимодействует) изменяется на противоположную. Ни один из этих процессов не нарушает законов физики — дело только в том, что они крайне маловероятны. В сущности, вопрос не в том, почему мы никогда не видели желтка, вернувшегося в скорлупу, а в том, почему в прошлом мы видели яйца целыми.

* * *

Наше базовое представление об этих проблемах было впервые сформулировано во второй половине XIX века группой учёных, основавших новую научную дисциплину под названием «статистическая механика». Одним из их лидеров был австрийский физик Людвиг Больцман. Именно он обратил внимание на феномен энтропии, считавшийся основной идеей в изучении термодинамики и необратимости, и соотнёс энтропию с микроскопическим миром атомов.

Людвиг Больцман, гений энтропии и вероятности (1844–1906)

До Больцмана энтропию рассматривали в контексте неэффективности механизмов, например паровых двигателей, которые в те годы были ультрасовременной техникой. Всякий раз, сжигая топливо для выполнения полезной работы, например движения поезда, мы теряем часть энергии, выделяющейся в виде тепла. Энтропию можно понимать как способ измерения такой неэффективности; чем больше такой лишней теплоты, тем больше порождается энтропии. При этом, что бы вы ни делали, общая энтропия всегда будет положительной. Можно заморозить продукты в холодильнике, но при этом решётка у него сзади обязательно нагреется. Эта истина была сформулирована в виде второго закона термодинамики: общая энтропия закрытой системы никогда не уменьшается: с течением времени она либо остаётся постоянной, либо возрастает.

Больцман и его коллеги утверждали, что энтропию можно трактовать как способ упорядочения атомов в тех или иных системах. Можно считать теплоту и энтропию не разными явлениями, подчиняющимися различным законам физики, а свойствами систем, состоящих из атомов. Эти законы можно вывести из ньютоновской механики, которой подчиняется всё во Вселенной. Иными словами, теплота и энтропия — это просто разные способы рассуждения об атомах.

Главное озарение Больцмана заключалось в том, что, когда мы берём яйцо или чашку кофе со сливками, мы не видим отдельных атомов, из которых они состоят. Мы видим лишь наблюдаемые макроскопические черты. Существует множество вариантов расположения атомов, которые в макроскопическом масштабе выглядели бы совершенно одинаково. Наблюдаемые свойства предмета — это грубая картина истинного состояния системы.

С учётом этого Больцман предположил, что энтропию системы можно определить как число различных состояний, которые на макроуровне будут неотличимы от того состояния, в котором она сейчас находится. (На самом деле речь идёт о логарифме числа неотличимых состояний, но мы не будем вдаваться в эти математические детали.) При низкой энтропии таких состояний будет относительно немного, а при высокой — много. Существует множество способов упорядочить молекулы кофе и сливок так, чтобы две жидкости выглядели перемешанными, но найдётся гораздо меньше вариантов, в которых все сливки окажутся сверху, а весь кофе — снизу.

Благодаря определению Больцмана становится совершенно понятно, что энтропии свойственно расти с течением времени. Причина проста: состояний с высокой энтропией гораздо больше, чем состояний с низкой энтропией. Если начать с конфигурации с низкой энтропией и просто позволить ей развиваться в любом направлении, то с огромной вероятностью энтропия будет увеличиваться. Если энтропия системы достигла максимума, то говорят, что система находится в равновесии. В такой ситуации стрела времени исчезает.

* * *

Больцману удалось объяснить, почему завтра энтропия системы с большой вероятностью окажется выше, чем сегодня. Проблема в том, что, поскольку на уровне базовых законов ньютоновской механики прошлое и будущее не различаются, именно этот анализ также должен показывать, что энтропия была выше вчера. Никто не думает, что в прошлом энтропия действительно была выше, а значит, в нашей картинке чего-то не хватает.

Не хватает же допущения о том, в каких условиях возникла наблюдаемая Вселенная — а именно, что это было состояние с очень низкой энтропией. Философ Дэвид Альберт назвал это допущение «гипотеза прошлого». Если учесть это допущение, а также другое (значительно более слабое) о том, что исходные условия не были достаточно тонко настроены, чтобы со временем энтропия продолжала снижаться, то всё становится на свои места. Причина, по которой энтропия вчера была ниже, чем сегодня, проста: позавчера она была ещё ниже. Также верно, что позапозавчера она была ещё ниже. Такая логика продолжается на 14 миллиардов лет в прошлое, прямо до Большого взрыва. Он мог быть абсолютным началом пространства и времени, а мог и не быть, но он определённо положил начало той Вселенной, которую мы можем наблюдать. Следовательно, истоки стрелы времени экинологические: она возникла и особых условиях в далеком прошлом.

Никто в точности не знает, почему в ранней Вселенной была такая низкая энтропия. Это одно из явлений, которые могут иметь более глубокие объяснения, пока нами не найденные, либо, возможно, это просто факт, который мы должны принять как данность.

Тем не менее мы знаем, что эта исходная низкая энтропия породила «термодинамическую» стрелу времени — такую, в соответствии с которой энтропия в прошлом ниже, чем в будущем. Живительно, но представляется, что это свойство энтропии и вызывает все известные нам различия между прошлым и будущим. Память, старение, причинно-следственные связи — всё можно объяснить вторым законом термодинамики и, в частности, тем фактом, что в прошлом энтропия была низкой.

 

Глава 8

Память и причины

Жизнь каждого человека подчинена неумолимому времени. Мы рождаемся юными, стареем и умираем. Мы переживаем моменты удивления и наслаждения, а также периоды глубокой грусти. Наша память — драгоценная хроника прошлого, а наши устремления помогают нам планировать будущее. Если мы хотим понять, какое место занимает повседневная жизнь человеческого существа в естественном мире физических законов, то одна из наших приоритетных целей — уяснить, как ход времени связан с жизнью отдельного человека.

Возможно, вы готовы поверить в то, что нечто простое и механистичное, например возрастание энтропии, может обусловливать не менее простые и механистичные процессы, такие как смешивание сливок и кофе. На первый взгляд, сложнее доказать, что энтропия также целиком и полностью определяет наше восприятие хода времени. Прошлое и будущее кажутся не просто разными направлениями времени, но и совершенно разными феноменами. Интуиция заверяет нас, что прошлое незыблемо — оно уже свершилось, тогда как будущее пока не сформировано и ждёт нас впереди. Реально только настоящее, конкретный миг.

Однако тут вмешивается Лаплас, рассказывающий нам что-то иное. Информация о точном состоянии Вселенной сохраняется во времени; фундаментальных различий между прошлым и будущим не существует. Нигде в законах физики не упоминаются какие-либо временные отметки: этот момент «уже свершился», а этот «ещё нет». Законы физики в равной мере относятся к любому моменту, они связывают все эти мгновения в уникальном порядке.

Можно отметить три аспекта, в которых прошлое и будущее кажутся нам принципиально несхожими:

   • мы помним прошлое, но не будущее;

   • причина предшествует следствию;

   • совершая выбор, мы можем влиять на будущее, но не на прошлое.

Все эти характерные признаки времени в конечном итоге согласуются с тем фактом, что Вселенная функционирует по законам, симметричным во времени, причём согласуются вот почему: в прошлом энтропия была ниже, чем в будущем. Давайте сперва рассмотрим два этих факта, отложив на время более противоречивые проблемы выбора и свободной воли. Мы доберёмся и до них (предсказываю).

* * *

Кроме феномена памяти существует ещё несколько важных проявлений стрелы времени. У нас остаются впечатления — не всегда точные, но зачастую вполне качественные — о событиях, происходивших в прошлом. Будущее можно спрогнозировать, но нельзя вспомнить. Этот дисбаланс вполне согласуется с нашим интуитивным ощущением, что онтологический статус прошлого и будущего сильно различается; первое уже свершилось, а второе — нет.

С лапласовской точки зрения, согласно которой информация о каждом моменте сохраняется во времени, память — это не какой-либо прямой доступ к событиям прошлого. Это свойство настоящего, поскольку настоящее — всё, что у нас есть. Тем не менее всё-таки существует эпистемологическая асимметрия между прошлым и будущим. Эта асимметрия — следствие низкой энтропии в ранней Вселенной.

Допустим, вы идёте по улице и видите: лежит на тротуаре разбитое яйцо. Задумайтесь, что могло бы случиться с этим яйцом в будущем, и сравните это с его недавним прошлым. В будущем яйцо могло смыть ливнем, мимо могла пробегать собака и вылакать желток, либо яйцо могло просто тухнуть здесь ещё несколько дней. Итак, существует много возможностей. Однако в прошлом общая картина гораздо беднее: можно не сомневаться, что яйцо было целым, а затем его кто-то бросил или уронил в этом месте.

Мы не можем напрямую заглянуть в прошлое яйца, точно так же, как не можем заглянуть в будущее. Но мы лучше представляем себе, что с ним было, чем то, что с ним будет. В конечном итоге, даже если мы не осознаём этого, причина нашей уверенности такова: в прошлом энтропия была ниже. Мы очень привыкли к тому, что целые яйца разбиваются: это естественный ход вещей. В принципе число событий, которые могут произойти с яйцом в будущем, в точности равно множеству возможностей, которые могли привести его в актуальное состояние; это следствие сохранения информации. Однако при помощи Гипотезы прошлого мы исключаем большинство из этих возможностей.

Гипотеза прошлого, предполагающая исходное состояние с низкой энтропией, нарушает симметрию между прошлым (слева) и будущим (справа)

История с яйцом — модель для любых «воспоминаний», которые могут у нас быть. Речь не только о воспоминаниях как таковых, хранящихся в нашей памяти; любые записи о событиях прошлого — от фотографий до исторических книг — подчиняются тому же принципу. Все эти свидетельства, включая состояние определённых нейронных связей в нашем мозге, которые мы считаем «памятью», относятся к текущему состоянию Вселенной. Настоящий момент как таковой в равной степени ограничивает как прошлое, так и будущее. Но текущее состояние вкупе с гипотезой о том, что в прошлом энтропия была ниже, даёт нам мощный инструмент для понимания фактической истории Вселенной. Именно этот инструмент позволяет нам считать (зачастую верно), что в нашей памяти хранится достоверная информация о минувших событиях.

* * *

Выше, в четвёртом разделе, мы обратили внимание на то, как лапласовское сохранение информации заставляет усомниться в аристотелевской точке зрения о центральной роли причинности. Такие феномены, как «причина», отсутствуют в ньютоновских уравнениях, а также в современных формулировках законов природы. Тем не менее мы не можем отрицать, что идея «одно событие обусловлено другим» очень логична и, казалось бы, хорошо согласуется с нашим восприятием мира. Проследив, откуда берётся это несоответствие, возвращаемся к энтропии и стреле времени.

Может показаться странным, что сначала мы описываем мир как систему, подчиняющуюся нерушимым физическим законам, а затем заходим с другой стороны и не признаём центральную роль причинности. В конце концов, если законы физики позволяют спрогнозировать на основании текущего момента, что произойдёт в следующий, не это ли «причина и следствие»? А если мы отказываемся признавать, что каждое следствие имеет причину, не обрушиваем ли мы наш мир в хаос и не утверждаем ли, что произойти может в принципе что угодно?

Всё встанет на свои места, как только мы поймём существенное различие взаимосвязей между прошлым и будущим, свойственных, с одной стороны, законам физики и, с другой — причинам и следствиям. Законы физики — это жёсткие закономерности. Если шар находится в определённом положении и имеет определённую скорость в определённый момент времени, то законы физики позволяют определить, какие положение и скорость у него будут через секунду и какие были секундой ранее.

Напротив, говоря о причинах и следствиях, мы вычленяем определённые события как ответственные за события, происходящие в будущем, «провоцирующие» их. Законы физики работают иначе: события просто следуют в определённом порядке, ни одно событие никак не «отвечает» за иные события. Мы не можем выбрать определённый момент или какой-либо аспект момента и обозначить его как «причину». Различные моменты времени в истории Вселенной следуют один за другим согласно определённой закономерности, но ни один момент не обусловливает другой.

* * *

Осознавая эту черту мироустройства, некоторые философы выступали за полный отказ от причин и следствий. Как однажды заметил Бертран Рассел:

Мне представляется, что закон причинности, как и многое другое, что имеет хождение среди философов, является пережитком прошлого, живущим, подобно монархии, только потому, что, по ошибочному мнению, он якобы не приносит вреда.

Это понятная реакция, однако, пожалуй, несколько экстремальная. В конце концов, если бы мы вообще перестали обращать внимание на причины, то в повседневной жизни нам пришлось бы туго. Определённо, рассуждая о человеческих поступках, нам нравится ставить их кому-то в заслугу или вменять в вину; это было бы невозможно, если бы мы даже не могли судить о том, окажут ли их действия какой-либо эффект. Причинность — очень удобный способ рассуждения о нашей обыденной жизни.

Как и в случае с памятью, прослеживая возникновение повседневной причинности из базовых жёстких закономерностей, присущих законам физики, мы доберёмся до стрелы времени. Приведём пример, очень похожий на ситуацию с разбитым яйцом: бокал вина опрокинули на ковёр. Существует множество прошлых и будущих вариантов развития событий, описывающих состояние атомов вина и стакана и согласующихся с тем, что мы наблюдаем в настоящий момент. Давайте теперь добавим «малую гипотезу прошлого», согласно которой пять минут назад бокал вина неподвижно стоял на столе.

Эта гипотеза нарушает симметрию между прошлым и будущим и ограничивает пятиминутным сроком возможные события, которые могли произойти с бокалом вина. Однако обратите внимание на важнейшее свойство данного ограничения: мы знаем, что, если бы бокал просто стоял на столе и никто его не трогал, ситуация явно развивалась бы иначе. Если бы его не трогали, то бокал с огромнейшей вероятностью так и стоял бы на месте. Бокалы с вином не падают на ковер просто так, по собственной воле.

Следовательно, мы можем с уверенностью сказать, что на бокал вина что-то подействовало: его задели локтем, либо кто-то пытался втиснуть тарелку с сыром на заставленный стол. Располагая такой информацией, мы не можем с определённостью сказать, что именно произошло, но можем быть уверены в том, что в ситуацию вмешался какой-то посторонний фактор, из-за которого бокал оказался на полу, — но он не упал бы, если бы остался в неприкосновенности. Этот фактор, каков бы он ни был, можно с полным правом назвать «причиной» падения бокала.

* * *

Всё это звучит достаточно невинно, но что же происходит на самом деле? Определённо, можно в каком-то смысле объяснить актуальное состояние бокала с вином как результат «сложившегося состояния Вселенной и действия законов физики». Всё происходящее можно описать таким образом. Но существует и более дельный способ охарактеризовать ситуацию, неразрывно связанный с контекстом, о котором мы говорим. В данном случае рассуждения основаны на некоторых фактах, известных нам о винных бокалах, и информации о том, в каком окружении существуют эти бокалы, и о данной конкретной ситуации. Если бокал вина не трогать, он спокойно стоит на столе и может оставаться в таком состоянии неопределённо долго. Если бокал окажется в невесомости на МКС, то мы сделаем совсем иные выводы.

Очень важно понимать контекст, поскольку, ссылаясь на причинность, мы сравниваем произошедшее с тем, что могло бы произойти в ином гипотетическом мире. Философы в таком случае говорят о модальных суждениях — размышлении не только о свершившемся, но и о потенциально возможном в других мирах.

Мастером модальных суждений был Дэвид Льюис — один из наиболее влиятельных философов XX века, о котором никогда не слышали неспециалисты. Льюис полагал, что мы можем осмыслить утверждения вида «A приводит к B», воображая несколько возможных миров, в частности миров, полностью идентичных, за исключением того, произошло ли в них событие A. Затем, если мы видим, что событие B произошло во всех мирах, где также произошло событие A, но не происходит там, где события A не было, то можно смело утверждать, что «A вызывает B». Если винный бокал падает и разбивается в ситуации, когда Салли неосторожно размахивает руками, но остаётся на столе в аналогичном мире, где она этого не делает, то именно движение Салли вызвало падение бокала с вином.

В таком случае есть только одна загвоздка. Почему мы говорим, что A вызывает B, а не B вызывает A? Отчего мы не думаем, что Салли взмахнула рукой именно потому, что бокалу суждено было упасть со стола?

Ответ связан с тем, какое воздействие различные события оказывают друг на друга. Когда мы говорим о памяти и другой фиксации прошлого, идея такова, что более позднее событие (например, ваша фотография, сделанная на выпускном вечере) однозначно предполагает некое более ранее событие (вы пришли на выпускной вечер). Но не наоборот: вполне можно представить, что вы пришли на выпускной вечер, но ни на одну фотографию не попали. Причины — это заход с другой стороны. Видя на полу бокал и разлитое вино, мы можем представить себе, что он мог оказаться там не только из-за толчка рукой, — однако с учётом исходного положения бокала мы понимаем, что он однозначно опрокинется, если его задеть локтем. Когда более позднее событие значительно влияет на более раннее, мы называем последнее «записью» первого; когда более раннее событие значительно влияет на более позднее, мы называем последнее «причиной» первого.

«Воспоминания» и «причины» не входят в состав нашей фундаментальной онтологии, описывающей мир, — той, которую мы открываем путём тщательных исследований. «Воспоминания» и «причины» — это придуманные нами концепции, при помощи которых удобно описывать макромир. Стрела времени определяющим образом влияет на то, как эти контексты соотносятся с базовыми законами физики, симметричными во времени. Такая «стрела» возникает, поскольку мы знаем что-то конкретное и информативное о прошлом (оно характеризовалось низкой энтропией), но не можем утверждать ничего подобного о будущем. Наше время выталкивается из прошлого, а не увлекается в будущее.