ogda v rezul'tate medicinskih i biohimicheskih
issledovanij poyavlyayutsya bolee glubokie ob®yasneniya processov bolezni (i
zdorovyh processov) v tele, uvelichivaetsya i ponimanie. Kogda v razlichnyh
chastyah tela, v osnove raznyh boleznej obnaruzhivayut obshchie molekulyarnye
mehanizmy, na smenu uzkim teoriyam prihodyat bolee obobshchennye. Kak tol'ko
bolezn' ponimayut nastol'ko, chto mogut vpisat' ee v obshchuyu strukturu, rol'
specialista umen'shaetsya. Vmesto etogo vrachi, stolknuvshis' s neznakomoj
bolezn'yu ili redkim oslozhneniem, mogut polozhit'sya na ob®yasnitel'nye teorii.
Oni mogut posmotret' eti fakty v spravochnike. No zatem oni smogut primenit'
obobshchennuyu teoriyu, chtoby razrabotat' neobhodimoe lechenie i ozhidat', chto ono
budet effektivnym, dazhe esli nikogda ran'she ono ne primenyalos'.
Takim obrazom, vopros o tom, slozhnee ili proshche stanovitsya ponyat' vse,
chto ponyato, zavisit ot ravnovesiya dvuh protivopolozhnyh rezul'tatov rosta
znaniya: rasshireniya i uglubleniya nashih teorij. Iz-za rasshireniya nashih teorij
ponyat' ih slozhnee, iz-za uglubleniya -- proshche. Odno iz polozhenij etoj knigi
sostoit v tom, chto uglublenie medlenno, no uverenno pobezhdaet. Drugimi
slovami, utverzhdenie, v kotoroe ya otkazyvalsya poverit', buduchi rebenkom, v
samom dele lozhno, a istinno prakticheski protivopolozhnoe. My ne udalyaemsya ot
sostoyaniya, kogda odin chelovek sposoben ponyat' vse, chto ponyato, my
priblizhaemsya k nemu.
YA ne utverzhdayu, chto skoro my pojmem vse. |to sovsem drugoj vopros. YA ne
veryu, chto sejchas my blizki ili kogda-to priblizimsya k ponimaniyu vsego, chto
sushchestvuet. YA govoryu o vozmozhnosti ponimaniya vsego, chto ponyato. |to skoree
zavisit ne ot soderzhaniya nashego znaniya, a ot ego struktury. No struktura
nashego znaniya -- nezavisimo ot vozmozhnosti ego vyrazheniya v teoriyah,
sostavlyayushchih ponyatnoe celoe -- bezuslovno zavisit ot samoj struktury
real'nosti. Esli svobodnyj rost znaniya dolzhen prodolzhat'sya i esli my,
nesmotrya ni na chto priblizhaemsya k tomu sostoyaniyu, kogda odin chelovek smozhet
ponyat' vse, chto ponyato, znachit, glubina nashih teorij dolzhna uvelichivat'sya
dostatochno bystro, chtoby obespechit' etu vozmozhnost'. |to mozhet proizojti,
esli tol'ko sama struktura real'nosti nastol'ko edina, chto po mere rosta
nashego znaniya my smozhem ponimat' ee vse bol'she i bol'she. Esli eto
proizojdet, to v konechnom itoge nashi teorii stanut nastol'ko obshchimi,
glubokimi i sostavlyayushchimi drug s drugom edinoe celoe, chto prevratyatsya v
edinstvennuyu teoriyu edinoj struktury real'nosti. |ta teoriya ne ob®yasnit vse
aspekty real'nosti: eto nedostizhimo. No ona ohvatit vse izvestnye ob®yasneniya
i budet primenima ko vsej strukture real'nosti nastol'ko, naskol'ko
poslednyaya budet ponyata. V to vremya kak vse predydushchie teorii otnosilis' k
konkretnym predmetam, eto budet teoriya vseh predmetov: Teoriya Vsego.
|ta teoriya, bezuslovno, ne budet poslednej v svoem rode, ona budet
pervoj. V nauke schitaetsya dokazannym, chto dazhe nashi luchshie teorii obrecheny
byt' v nekotorom rode nesovershennymi i problematichnymi, i my ozhidaem, chto v
svoe vremya ih vytesnyat bolee glubokie i tochnye teorii. I etot progress ne
ostanovitsya, kogda my otkroem universal'nuyu teoriyu. Naprimer, N'yuton dal nam
pervuyu universal'nuyu teoriyu tyagoteniya i ob®edinil, pomimo vsego prochego,
nebesnuyu i zemnuyu mehaniku. No ego teorii vytesnila obshchaya teoriya
otnositel'nosti |jnshtejna, kotoraya vklyuchaet eshche i geometriyu (kotoruyu ran'she
schitali otrasl'yu matematiki) v fizike, i poetomu naryadu s bol'shej tochnost'yu
daet bolee glubokie ob®yasneniya. Pervaya universal'naya teoriya -- kotoruyu ya
budu nazyvat' Teoriej Vsego -- podobno vsem nashim teoriyam, kotorye byli do
nee i budut posle nee, ne budet ni absolyutno istinnoj, ni beskonechno
glubokoj, a potomu, v konechnom itoge, ee zamenit drugaya teoriya. No eta
zamena proizojdet ne cherez ob®edinenie s teoriyami drugih predmetov, ibo ona
sama budet teoriej vseh predmetov. V proshlom znachitel'nyj progress v
ponimanii inogda imel mesto pri znachitel'nyh ob®edineniyah. Inogda progress
byl vyzvan strukturnymi izmeneniyami v ponimanii konkretnogo predmeta, kak,
naprimer, kogda my perestali schitat' Zemlyu centrom Vselennoj. Posle pervoj
Teorii Vsego uzhe ne budet znachitel'nyh ob®edinenij. Vse posleduyushchie velikie
otkrytiya budut peremenami v ponimanii mira v celom: izmeneniyami v nashem
mirovozzrenii. Sozdanie Teorii Vsego budet poslednim bol'shim ob®edineniem i
v to zhe vremya pervym shagom k vozniknoveniyu novogo mirovozzreniya. YA schitayu,
chto imenno takoe ob®edinenie i izmenenie proishodyat sejchas. Podobnoe
mirovozzrenie i yavlyaetsya temoj etoj knigi.
Schitayu svoej obyazannost'yu srazu podcherknut', chto ya govoryu ne prosto o
"teorii vsego", kotoruyu v blizhajshee vremya nadeyutsya otkryt' specialisty v
oblasti fiziki elementarnyh chastic. Ih "teoriya vsego" stala by ob®edinennoj
teoriej vseh osnovnyh sil, izvestnyh fizike, a imenno: gravitacionnyh,
elektromagnitnyh i yadernyh sil. Ona takzhe opisala by vse tipy sushchestvuyushchih
drobnoatomnyh chastic, ih massy, spiny, elektricheskie zaryady i drugie
svojstva, a takzhe princip ih vzaimodejstviya. Pri nalichii dostatochno tochnogo
opisaniya nachal'nogo sostoyaniya lyuboj izolirovannoj fizicheskoj sistemy, takaya
teoriya smozhet predskazat' budushchee povedenie sistemy v principe. V sluchae,
kogda tochnoe povedenie sistemy predskazat' nevozmozhno, teoriya opishet vse
vozmozhnye varianty povedeniya sistemy i predskazhet veroyatnost' ih
vozniknoveniya. Na praktike neredki sluchai, kogda nachal'nye sostoyaniya
interesuyushchih nas sistem nevozmozhno opredelit' tochno, da i predskazat' ih
slishkom slozhno vo vseh sluchayah, krome prostejshih. Tem ne menee, takaya
ob®edinennaya teoriya chastic i sil vmeste s opredeleniem nachal'nogo sostoyaniya
Vselennoj k momentu Bol'shogo Vzryva (sil'nyj vzryv, ot kotorogo proizoshla
Vselennaya), v principe, soderzhala by vsyu informaciyu, neobhodimuyu dlya
predskazaniya vsego, chto mozhno predskazat' (risunok 1.1).
Ris. 1.1. Neadekvatnoe ponimanie "teorii vsego"
No predskazanie -- eshche ne ob®yasnenie. "Teoriya vsego", na kotoruyu tak
nadeyutsya, dazhe sovmestno s teoriej nachal'nogo sostoyaniya, v luchshem sluchae
predstavit lish' kroshechnuyu gran' istinnoj Teorii Vsego. |ta teoriya smozhet
predskazat' vse (v principe). No nel'zya ozhidat', chto ona ob®yasnit gorazdo
bol'she, chem sushchestvuyushchie teorii, za isklyucheniem neskol'kih yavlenij,
vyzvannyh osobennostyami vnutriatomnyh vzaimodejstvij, kak-to: stolknoveniya
vnutri uskoritelej chastic i neobychnaya istoriya transmutacij chastic vo vremya
Bol'shogo Vzryva. CHto pobuzhdaet uchenyh ispol'zovat' termin "teoriya vsego" dlya
nazvaniya stol' malogo, hotya i zahvatyvayushchego otrezka znaniya? YA polagayu, eshche
odin oshibochnyj vzglyad na prirodu nauki, kotoryj ne odobryayut mnogie nauchnye
kritiki, no (uvy!) odobryayut mnogie uchenye: nauka po sushchestvu yavlyaetsya
redukcionnoj. |to vse ravno, chto skazat', chto nauka somnitel'no uproshchaet vse
ob®yasneniya, raskladyvaya ih na sostavlyayushchie. Naprimer, soprotivlenie steny
proniknoveniyu ili sbivaniyu ob®yasnyaetsya tem, chto stena -- eto ogromnoe
skoplenie vzaimodejstvuyushchih molekul. Svojstva etih molekul ob®yasnyayut na
osnove sostavlyayushchih ih atomov, vzaimodejstviya etih atomov drug s drugom i
tak dalee do mel'chajshih chastic i samyh osnovnyh sil. Redukcionisty schitayut,
chto vse nauchnye ob®yasneniya i, vozmozhno, lyubye dostatochno glubokie ob®yasneniya
prinimayut imenno takuyu formu.
Koncepciya redukcionistov estestvenno privodit k sozdaniyu ierarhii
predmetov i teorij v sootvetstvii s tem, naskol'ko oni blizki k "samomu
nizkomu urovnyu" izvestnyh predskazatel'nyh teorij. V etoj ierarhii logika i
matematika obrazuyut nepokolebimye principy, na kotoryh stroitsya sistema
nauchnyh vzglyadov. Fundamentom stanet uproshchennaya "teoriya vsego",
universal'naya teoriya chastic, sil, prostranstva i vremeni vmeste s nekotoroj
teoriej nachal'nogo sostoyaniya Vselennoj. Ostal'naya fizika obrazuet pervye
neskol'ko etazhej. Astrofizika i himiya zajmut bolee vysokij uroven', geologiya
-- eshche bolee vysokij i t. d. Zdanie razdelyaetsya na mnozhestvo bashen --
predmetov eshche bolee vysokogo urovnya: biohimiyu, biologiyu i genetiku. V
netverdyh sloyah stratosfery primostilis' takie predmety, kak teoriya
evolyucii, ekonomika, psihologiya i vychislitel'naya tehnika, kotorye na etoj
kartine pochti nemyslimo vtorichny.
V nastoyashchee vremya u nas est' tol'ko priblizheniya k uproshchennoj "teorii
vsego". Oni uzhe dostatochno tochno mogut predskazyvat' zakony dvizheniya
otdel'nyh drobnoatomnyh chastic. Ispol'zuya eti zakony, sovremennye komp'yutery
mogut rasschitat' dvizhenie lyuboj izolirovannoj gruppy iz neskol'kih
vzaimodejstvuyushchih chastic nekotorogo elementa, esli izvestno ih nachal'noe
sostoyanie. No dazhe mel'chajshaya chastichka materii, vidimaya nevooruzhennym
glazom, soderzhit trilliony atomov, kazhdyj iz kotoryh sostoit iz mnozhestva
drobnoatomnyh chastic i nepreryvno vzaimodejstvuet s vneshnim mirom, tak chto
predskazat' povedenie etoj chastichki ne predstavlyaetsya vozmozhnym. Dopolnyaya
tochnye zakony dvizheniya razlichnymi priblizheniyami, my mozhem predskazat'
nekotorye aspekty obshchego povedeniya dostatochno krupnyh ob®ektov, naprimer,
temperaturu plavleniya ili kipeniya dannogo himicheskogo soedineniya. Bol'shaya
chast' osnovnoj himii byla takim obrazom svedena k fizike. Dlya nauk bolee
vysokogo urovnya programma redukcionistov -- vsego lish' delo principa. Nikto
na samom dele ne sobiraetsya vyvodit' principy biologii, psihologii ili
politiki iz principov fiziki. Prichina, po kotoroj predmety bolee vysokogo
urovnya voobshche poddayutsya izucheniyu, sostoit v tom, chto v opredelennyh usloviyah
nepostizhimo slozhnoe povedenie ogromnogo kolichestva chastic stanovitsya meroj
prostoty i udoboponyatnosti. |to nazyvaetsya ishodom: prostota vysokogo urovnya
"ishodit" iz slozhnosti nizkogo urovnya. YAvleniya vysokogo urovnya s ponyatnymi
faktami, kotorye nel'zya prosto vyvesti iz teorij nizkogo urovnya, nazyvayutsya
ishodyashchimi yavleniyami. Naprimer, stena mogla byt' krepkoj, potomu chto te, kto
ee stroil, boyalis', chto ih vragi mogut popytat'sya preodolet' etu stenu. |to
ob®yasnenie prochnosti steny vysokogo urovnya nevyvodimo iz ob®yasneniya nizkogo
urovnya, kotoroe ya privel vyshe (hotya i sopostavimo s nim). "Stroiteli",
"vragi", "strah", "pytat'sya" -- eto ishodyashchie yavleniya. Cel' nauk vysokogo
urovnya -- dat' nam vozmozhnost' ponyat' ishodyashchie yavleniya, samymi vazhnymi iz
kotoryh, kak my uvidim, yavlyayutsya zhizn', mysl' i vychislenie.
Kstati, protivopolozhnost' redukcionizma -- holizm, ideya o tom, chto
edinstvenno pravil'nye ob®yasneniya sostavleny na osnove sistem vysokogo
urovnya, -- eshche bolee oshibochna, chem redukcionizm. CHego ozhidayut ot nas
holisty? Togo, chto my prekratim nashi poiski molekulyarnogo proishozhdeniya
boleznej? CHto my otkazhemsya ot togo, chto lyudi sostoyat iz drobnoatomnyh
chastic? Tam, gde sushchestvuyut uproshchennye ob®yasneniya, oni stol' zhe zhelanny, kak
lyubye drugie. Tam, gde celye nauki uproshchayutsya do nauk nizkogo urovnya, my,
uchenye, obyazany najti eti uproshcheniya, tak zhe kak obyazany otkryvat' lyuboe
znanie.
Redukcionist schitaet, chto nauka zaklyuchaetsya v tom, chtoby razlozhit' vse
na sostavlyayushchie. Instrumentalist schitaet, chto cel' nauki -- predskazyvat'
sobytiya. Dlya kazhdogo iz nih sushchestvovanie nauk vysokogo urovnya -- vopros
udobstva. Slozhnost' meshaet nam ispol'zovat' elementarnuyu fiziku dlya
polucheniya predskazanij vysokogo urovnya, poetomu my gadaem, kakovy byli by
eti predskazaniya, esli by my mogli ih poluchit', -- ishod daet nam
vozmozhnost' preuspet' v etom -- imenno v etom predpolozhitel'no zaklyuchaetsya
smysl nauk vysokogo urovnya. Takim obrazom, dlya redukcionistov i
instrumentalistov, kotorye proignorirovali kak istinnuyu strukturu, tak i
istinnuyu cel' nauchnogo znaniya, osnovoj predskazyvayushchej ierarhii fiziki
yavlyaetsya, po opredeleniyu, "teoriya vsego". No dlya vseh ostal'nyh nauchnoe
znanie sostoit iz ob®yasnenij, a struktura nauchnogo ob®yasneniya ne otrazhaet
ierarhiyu redukcionistov. Ob®yasneniya sushchestvuyut na kazhdom urovne ierarhii.
Mnogie iz nih nezavisimy i otnosyatsya tol'ko k ponyatiyam konkretnogo urovnya
(naprimer, "medved' s®el med, potomu chto byl goloden"). Mnogie ob®yasneniya
soderzhat logicheskie vyvody, protivopolozhnye napravleniyu uproshchennyh
ob®yasnenij. To est' oni ob®yasnyayut veshchi, ne razdelyaya ih na bolee malen'kie,
prostejshie, a rassmatrivayut ih kak sostavlyayushchie bolee krupnyh i slozhnyh
veshchej, o kotoryh u nas, tem ne menee, est' ob®yasnitel'nye teorii. Naprimer,
rassmotrim konkretnyj atom medi na konchike nosa statui sera Uinstona
CHerchillya, kotoraya nahoditsya na Parlamentskoj Ploshchadi v Londone. YA popytayus'
ob®yasnit', pochemu etot atom medi nahoditsya tam. |to proizoshlo potomu, chto
CHerchill' byl prem'er-ministrom v palate obshchin, kotoraya raspolozhena
nepodaleku; i potomu, chto ego idei i rukovodstvo sposobstvovali pobede
Ob®edinennyh sil vo Vtoroj Mirovoj vojne; i potomu, chto prinyato chestvovat'
takih lyudej, stavya im pamyatniki; i potomu, chto bronza, tradicionnyj material
dlya takih pamyatnikov, soderzhit med' i t.d. Takim obrazom, my ob®yasnim
fizicheskoe nablyudenie nizkogo urovnya -- prisutstvie atoma medi v
opredelennom meste -- cherez teorii chrezvychajno vysokogo urovnya o takih
ishodyashchih yavleniyah, kak idei, rukovodstvo, vojna i tradiciya.
Net takoj prichiny, pochemu dolzhno sushchestvovat', dazhe v principe,
kakoe-libo bolee nizkourovnevoe ob®yasnenie prisutstviya etogo atoma medi, chem
to, kotoroe ya tol'ko chto privel. Predpolozhim, chto uproshchennaya "teoriya vsego"
v principe sdelala by nizkourovnevoe predskazanie veroyatnosti, chto takaya
statuya budet sushchestvovat', esli izvestno sostoyanie (skazhem) solnechnoj
sistemy v kakoe-to bolee rannee vremya. Tochno takzhe eta teoriya v principe
opisala by, kak eta statuya mogla tuda popast'. No takie opisaniya i
predskazaniya (konechno zhe, absolyutno nereal'nye) nichego by ne ob®yasnyali. Oni
prosto opisyvali by traektoriyu dvizheniya kazhdogo atoma medi ot mednogo
rudnika cherez plavil'nuyu pech', masterskuyu skul'ptora i t.d. Oni takzhe mogli
by sformulirovat', kakoe vliyanie na eti traektorii okazyvayut sily ot
okruzhayushchih atomov, naprimer, teh, iz kotoryh sostoyat tela shahterov i
skul'ptora, i, takim obrazom, predskazat' sushchestvovanie i formu statui. V
dejstvitel'nosti, takoe predskazanie sledovalo by otnesti k atomam po vsej
planete, vovlechennym, krome vsego prochego, v slozhnoe dvizhenie, kotoroe my
nazyvaem Vtoroj Mirovoj vojnoj. No dazhe esli by vy obladali
sverhchelovecheskoj sposobnost'yu sledovat' takim mnogoslovnym predskazaniyam
nahozhdeniya atoma medi v tom meste, vy vse ravno ne smogli by skazat': "Da, ya
ponimayu, pochemu on tam nahoditsya". Vy prosto znali by, chto ego popadanie
tuda takim obrazom neizbezhno (ili veroyatno, ili chto ugodno eshche), esli
izvestny nachal'nye konfiguracii atomov i zakony fiziki. Esli by vy zahoteli
ponyat', pochemu on tam nahoditsya, u vas po-prezhnemu ne bylo by drugogo
vybora, krome kak sdelat' sleduyushchij shag. Vam prishlos' by vyyasnit' vse, chto
kasaetsya etoj konfiguracii atomov i ih traektorij, iz-za kotoryh atom medi
okazalsya imenno v etom meste. Takoe issledovanie stalo by tvorcheskoj
zadachej, kakoj vsegda yavlyaetsya otkrytie novyh ob®yasnenij. Vam prishlos' by
obnaruzhit', chto opredelennye konfiguracii atomov podtverzhdayut takie
ishodyashchie yavleniya, kak rukovodstvo i vojna, svyazannye drug s drugom
ob®yasnitel'nymi teoriyami vysokogo urovnya. I tol'ko uznav vse eti teorii, vy
smogli by polnost'yu ponyat', pochemu etot atom medi nahoditsya imenno tam.
Redukcionisty uvereny, chto zakony, upravlyayushchie vzaimodejstviem
drobnoatomnyh chastic, imeyut pervostepennuyu vazhnost', poskol'ku oni yavlyayutsya
osnovoj ierarhii vsego znaniya. No v real'noj strukture nauchnogo znaniya i v
strukture nashego znaniya v celom takie zakony igrayut gorazdo bolee skromnuyu
rol'.
Kakova zhe eta rol'? Mne kazhetsya, chto ni odna iz rassmotrennyh teorij,
pretenduyushchih na zvanie "teorii vsego", ne soderzhit mnogo novogo v sposobe
ob®yasneniya. Vozmozhno, samyj peredovoj podhod s ob®yasnitel'noj tochki zreniya
-- eto teoriya superstrun, v kotoroj elementarnymi stroitel'nymi blokami
materii yavlyayutsya udlinennye ob®ekty, "struny", a ne tochechnye chasticy. No ni
odin sushchestvuyushchij podhod ne predlagaet novogo sposoba ob®yasneniya -- novogo v
smysle ob®yasneniya |jnshtejnom sil prityazheniya na osnove iskrivlennogo
prostranstva i vremeni. V dejstvitel'nosti, ozhidaetsya, chto "teoriya vsego"
unasleduet prakticheski vsyu ob®yasnitel'nuyu strukturu sushchestvuyushchih teorij
elektromagnetizma, yadernyh sil i gravitacii: ih fizicheskie koncepcii, ih
yazyk, ih matematicheskij formalizm i formu ih ob®yasnenij. Znachit, my mozhem
rasschityvat', chto eta struktura osnovnoj fiziki, kotoraya nam uzhe izvestna iz
sushchestvuyushchih teorij, vneset vklad v nashe obshchee ponimanie.
V fizike sushchestvuet dve teorii, znachitel'no bolee glubokie, chem
ostal'nye. Pervaya -- eto obshchaya teoriya otnositel'nosti, po-moemu, nasha luchshaya
teoriya prostranstva, vremeni i gravitacii. Vtoraya -- eshche bolee glubokaya --
kvantovaya teoriya. |ti dve teorii (a nikakaya drugaya sushchestvuyushchaya ili nyne
rassmatrivaemaya teoriya drobnoatomnyh chastic) predostavlyayut podrobnuyu
ob®yasnitel'nuyu i formal'nuyu sistemu vzglyadov, v kotoroj vyrazhayutsya vse
ostal'nye teorii sovremennoj fiziki, i soderzhat osnovnye fizicheskie
principy, kotorym podchinyayutsya vse ostal'nye teorii. Ob®edinenie obshchej teorii
otnositel'nosti i kvantovoj teorii -- s cel'yu polucheniya kvantovoj teorii
otnositel'nosti -- stalo v poslednie desyatiletiya osnovnym predmetom poiskov
fizikov-teoretikov i dolzhno bylo by stat' chast'yu lyuboj teorii vsego, kak v
uzkom, tak i v shirokom smysle etogo termina. Kak my uvidim v sleduyushchej
glave, kvantovaya teoriya, kak i otnositel'nost', predostavlyaet revolyucionno
novyj sposob ob®yasneniya fizicheskoj real'nosti. Prichina, po kotoroj kvantovaya
teoriya glubzhe teorii otnositel'nosti, lezhit bol'shej chast'yu ne v fizike, a
vne ee, poskol'ku ee otrasli prostirayutsya daleko za predely fiziki i dazhe za
predely samoj nauki v privychnom ee ponimanii. Kvantovaya teoriya yavlyaetsya
odnoj iz chetyreh osnovnyh nitej, obrazuyushchih nashe nastoyashchee ponimanie
struktury real'nosti.
Prezhde chem nazvat' tri drugih niti, ya dolzhen upomyanut' eshche odin sposob
iskazhennogo predstavleniya struktury nauchnogo znaniya redukcionizmom.
Redukcionizm prinimaet ne tol'ko to, chto ob®yasnenie vsegda sostoit iz
razdeleniya sistemy na bolee malen'kie i prostye sistemy, no i to, chto vse
pozdnie sobytiya ob®yasnyayutsya na osnove rannih; drugimi slovami, edinstvennyj
sposob chto-to ob®yasnit' -- sformulirovat' prichiny etogo. A eto
podrazumevaet, chto, chem ran'she proizoshli sobytiya, na osnove kotoryh my
chto-to ob®yasnyaem, tem luchshe ob®yasnenie, tak chto, v konechnom schete, vse luchshe
ob®yasnyat' na osnove pervonachal'nogo sostoyaniya Vselennoj.
"Teoriya vsego", isklyuchayushchaya opredelenie pervonachal'nogo sostoyaniya
Vselennoj, ne yavlyaetsya polnym opisaniem fizicheskoj real'nosti, potomu chto
ona soderzhit tol'ko zakony dvizheniya; a zakony dvizheniya sami po sebe delayut
lish' uslovnye predskazaniya. To est' oni formuliruyut ne to, chto proishodit, a
tol'ko to, chto proizojdet v kakoe-to vremya, esli izvestno, chto eto
proishodilo ran'she. Tol'ko esli izvestno polnoe opredelenie nachal'nogo
sostoyaniya, v principe mozhno vyvesti polnoe opisanie fizicheskoj real'nosti.
Sushchestvuyushchie kosmologicheskie teorii ne obespechivayut polnogo opredeleniya
nachal'nogo sostoyaniya dazhe v principe, no oni utverzhdayut, chto iznachal'no
Vselennaya byla ochen' malen'koj, ochen' goryachej i imela odnorodnuyu strukturu.
No my takzhe znaem, chto Vselennaya ne mogla imet' absolyutno odnorodnuyu
strukturu, potomu chto v sootvetstvii s teoriej eto budet nesovmestimo s
rossyp'yu galaktik, kotorye my nablyudaem segodnya v nebe. Na pervonachal'nye
izmeneniya plotnosti, "neodnorodnost' raspredeleniya materii", znachitel'noe
vliyanie okazalo gravitacionnoe szhatie (to est' otnositel'no plotnye uchastki
prityanuli by bol'she materii i stali by bolee plotnymi), tak chto snachala eti
izmeneniya, dolzhno byt', byli sovsem nebol'shimi. No kakimi by malen'kimi oni
ni byli, oni imeyut ogromnoe znachenie dlya lyubyh opisanij real'nosti
redukcionistami, potomu chto pochti vse, chto my nablyudaem vokrug ot rossypi
zvezd i galaktik v nebe do poyavleniya bronzovyh statuj na planete Zemlya, s
tochki zreniya osnovnoj fiziki yavlyaetsya sledstviem etih izmenenij. Esli nashe
redukcionnoe opisanie stremitsya ohvatit' nechto bol'shee, chem samye krupnye
svojstva nablyudaemoj Vselennoj, nam nuzhna teoriya, opredelyayushchaya te vazhnejshie
pervonachal'nye otkloneniya ot odnorodnosti.
YA popytayus' zanovo sformulirovat' poslednee trebovanie, ne prinimaya vo
vnimanie predubezhdeniya redukcionistov. Zakony dvizheniya lyuboj fizicheskoj
sistemy dayut tol'ko uslovnye predskazaniya i, sledovatel'no, sovmestimy so
mnogimi vozmozhnymi variantami razvitiya etoj sistemy. (|to ne zavisit ot
ogranichenij predskazaniya, kotorye nakladyvaet kvantovaya teoriya i o kotoryh ya
rasskazhu v sleduyushchej glave). Naprimer, zakony dvizheniya, kotorym podchinyaetsya
yadro, vypushchennoe iz pushki, sovmestimy s mnogimi vozmozhnymi traektoriyami,
kazhdaya iz kotoryh sootvetstvuet odnomu iz vozmozhnyh napravlenij i pod®emov
stvola pushki pri vystrele (ris. 1.2).
Ris. 1.2. Nekotorye vozmozhnye traektorii dvizheniya pushechnogo yadra.
Kazhdaya traektoriya sovmestima s zakonami dvizheniya, no tol'ko odna iz
traektorij otnositsya k konkretnomu sluchayu
Matematicheski zakony dvizheniya mozhno vyrazit' sistemoj uravnenij,
kotorye nazyvayut uravneniyami dvizheniya. Sushchestvuet mnogo razlichnyh reshenij
etih uravnenij, kazhdoe iz kotoryh opisyvaet kakuyu-to vozmozhnuyu traektoriyu.
CHtoby opredelit', kakoe reshenie opisyvaet dejstvitel'nuyu traektoriyu,
neobhodimo obespechit' dopolnitel'nye dannye - nekotoruyu informaciyu o tom,
chto proishodit v dejstvitel'nosti. Odin iz sposobov osushchestvit' eto
zaklyuchaetsya v opredelenii nachal'nogo sostoyaniya, v dannom sluchae napravleniya
stvola pushki. Odnako sushchestvuyut i drugie sposoby. Naprimer, my tochno takzhe
mogli by opredelit' konechnoe sostoyanie -- polozhenie i napravlenie dvizheniya
pushechnogo yadra v moment ego prizemleniya. Ili my mogli by opredelit'
polozhenie samoj vysokoj tochki traektorii. My mozhem davat' lyubye
dopolnitel'nye dannye, esli oni pomogayut vybrat' odno konkretnoe reshenie
sistemy uravnenij dvizheniya. Ob®edinenie lyubyh dopolnitel'nyh dannyh takogo
roda s zakonami dvizheniya ravnocenno teorii, kotoraya opisyvaet vse, chto
proishodit s pushechnym yadrom s momenta vystrela do udara.
Tochno takzhe zakony dvizheniya dlya fizicheskoj real'nosti v celom budut
imet' mnogo reshenij, kazhdoe iz kotoryh sootvetstvuet konkretnomu sluchayu. Dlya
zaversheniya opisaniya nam pridetsya opredelit', kakoj sluchaj proizoshel v
dejstvitel'nosti, predostavlyaya dostatochno dopolnitel'nyh dannyh dlya
polucheniya odnogo iz mnogih reshenij uravnenij dvizheniya. V prostyh
kosmologicheskih modelyah, po krajnej mere odnim iz sposobov polucheniya takih
dannyh yavlyaetsya opredelenie nachal'nogo sostoyaniya Vselennoj. No, krome togo,
my mogli by opredelit' konechnoe sostoyanie ili sostoyanie v lyuboj drugoj
moment vremeni: ili my mogli by predostavit' nekotoruyu informaciyu o
nachal'nom sostoyanii, kakuyu-to informaciyu o konechnom sostoyanii i o
promezhutochnyh sostoyaniyah. V obshchem, ob®ediniv dostatochnoe kolichestvo
dopolnitel'nyh dannyh raznogo roda s zakonami dvizheniya, my, v principe,
poluchili by opisanie fizicheskoj real'nosti.
Kak tol'ko my opredelim, skazhem, konechnoe sostoyanie pushechnogo yadra, my
smozhem neposredstvenno vychislit' ego nachal'noe sostoyanie, i naoborot,
poetomu mezhdu razlichnymi metodami opredeleniya dopolnitel'nyh dannyh ne
sushchestvuet prakticheskoj raznicy. Odnako bol'shuyu chast' takih vychislenij dlya
Vselennoj trudno obrabotat'. YA skazal, chto my delaem vyvod o sushchestvovanii
"neodnorodnosti raspredeleniya materii" v nachal'nyh sostoyaniyah iz segodnyashnih
nablyudenij etoj "neodnorodnosti". No eto isklyuchenie: bol'shaya chast' nashego
znaniya o dopolnitel'nyh dannyh -- o tom, chto konkretno proishodit, --
sushchestvuet v forme teorij vysokogo urovnya ob ishodyashchih yavleniyah i,
sledovatel'no, po opredeleniyu prakticheski ne poddaetsya vyrazheniyu v vide
formulirovok nachal'nogo sostoyaniya. Naprimer, v bol'shej chasti reshenij
uravnenij dvizheniya Vselennaya v svoem nachal'nom sostoyanii ne obladaet
svojstvami, neobhodimymi dlya poyavleniya zhizni. Sledovatel'no, nashe znanie
togo, chto zhizn' poyavilas', -- znachitel'naya chast' dopolnitel'nyh dannyh.
Vozmozhno, my nikogda ne uznaem, chto eto ogranichenie znachit dlya podrobnoj
struktury Bol'shogo Vzryva, no my mozhem sdelat' vyvody neposredstvenno iz
nego. Naprimer, pervaya tochnaya ocenka vozrasta Zemli byla sdelana na osnove
biologicheskoj teorii evolyucii, kotoraya protivorechila samym vydayushchimsya
dostizheniyam fiziki togo vremeni. Tol'ko predubezhdenie redukcionistov moglo
zastavit' nas schitat', chto eti dokazatel'stva byli po kakoj-to prichine menee
veskimi ili, v obshchem, teorii o nachal'nom sostoyanii byli bolee
"fundamental'ny", chem teorii ob ishodyashchih osobennostyah real'nosti.
Dazhe v oblasti osnovnoj fiziki ideya o tom, chto teorii nachal'nogo
sostoyaniya soderzhat nashi samye glubokie znaniya, ves'ma oshibochna. Odna iz
prichin etogo sostoit v tom, chto ona logicheski isklyuchaet vozmozhnost'
ob®yasneniya samogo nachal'nogo sostoyaniya: pochemu bylo nachal'noe sostoyanie,
kakim ono bylo, -- odnako v dejstvitel'nosti u nas est' ob®yasneniya mnogih
aspektov nachal'nogo sostoyaniya. V obshchem, ni odna teoriya vremeni ne sposobna
davat' ob®yasneniya na osnove chego-to "bolee rannego"; tem ne menee, blagodarya
obshchej teorii otnositel'nosti, a takzhe kvantovoj teorii (sm. glavu 2) u nas
est' glubokie ob®yasneniya prirody vremeni.
Takim obrazom, harakter mnogih nashih opisanij, predskazanij i
ob®yasnenij real'nosti ne imeet nichego obshchego s teoriej "nachal'nogo sostoyaniya
v sovokupnosti s zakonami dvizheniya", k kotoroj privodit redukcionizm. Ne
sushchestvuet prichiny rassmatrivat' teorii vysokogo urovnya kak "vtorosortnye".
Nashi teorii drobnoatomnoj fiziki i dazhe kvantovaya teoriya otnositel'nosti ne
imeyut nikakih preimushchestv pered teoriyami ob ishodyashchih svojstvah. Ni odnu iz
etih oblastej znaniya nel'zya otnesti k drugim. Kazhdaya teoriya soderzhit
logicheskie vyvody ostal'nyh, odnako ne vse eti vyvody mozhno sformulirovat',
poskol'ku oni yavlyayutsya ishodyashchimi svojstvami oblasti drugih teorij. V
dejstvitel'nosti, nepravil'no upotreblyat' sami terminy "vysokij uroven'" i
"nizkij uroven'". Zakony biologii, naprimer, -- ishodyashchie sledstviya vysokogo
urovnya zakonov fiziki. No logicheski nekotorye zakony fiziki yavlyayutsya
"ishodyashchimi" sledstviyami zakonov biologii. Moglo byt' i tak, chto zakony,
kotorym podchinyayutsya biologicheskie i drugie ishodyashchie yavleniya, polnost'yu
opredelyali by zakony osnovnoj fiziki. V lyubom sluchae, kogda dve teorii
logicheski svyazany mezhdu soboj, logika ne zastavlyaet rassmatrivat' odnu iz
nih kak opredelyayushchuyu vtoruyu v celom ili chastichno. |to zavisit ot
ob®yasnitel'nyh otnoshenij mezhdu teoriyami. Preimushchestva imeyut ne teorii,
kotorye opredelyayut konkretnuyu shkalu razmerov ili slozhnosti, i ne teorii,
kotorye raspolozheny na opredelennom urovne predskazatel'noj ierarhii, a te,
kotorye soderzhat samye glubokie ob®yasneniya. Struktura real'nosti sostoit ne
tol'ko iz sostavlyayushchih redukcionizma, kak-to: prostranstvo, vremya i
drobnoatomnye chasticy, -- no i iz zhizni, myslej, vychislenij i mnogogo
drugogo, k chemu otnosyatsya eti ob®yasneniya. Teoriya stanovitsya v bol'shej
stepeni osnovnoj, nezheli proizvodnoj, ne iz-za svoej blizosti k
predskazyvayushchej osnove fiziki, a iz-za svoej blizosti k nashim samym glubokim
ob®yasnitel'nym teoriyam.
Kvantovaya teoriya, kak ya uzhe govoril, yavlyaetsya odnoj iz takih teorij.
Tri drugie osnovnye niti ob®yasneniya, cherez kotorye my stremimsya ponyat'
strukturu real'nosti, otnosyatsya k "vysokomu urovnyu" s tochki zreniya kvantovoj
teorii. |to teoriya evolyucii (pervonachal'no evolyucii zhivyh organizmov),
epistemologiya (teoriya poznaniya) i teoriya vychisleniya (o vychislitel'nyh
mashinah i o tom, chto oni mogut vychislit', a chto ne mogut). Kak vy uvidite,
mezhdu osnovnymi principami etih chetyreh, na pervyj vzglyad, nezavisimyh
predmetov byli obnaruzheny takie glubokie i raznoobraznye svyazi, chto
nailuchshim obrazom ponyat' odin iz nih, ne ponimaya tri ostavshiesya, stalo
nevozmozhno. Vse chetyre formiruyut svyaznuyu ob®yasnitel'nuyu strukturu, kotoraya
imeet nastol'ko obshirnye perspektivy, i ohvatyvaet znachitel'nuyu chast' nashego
ponimaniya mira, chto, na moj vzglyad, ee uzhe mozhno spravedlivo nazvat' pervoj
nastoyashchej Teoriej Vsego. Takim obrazom, my podoshli k znamenatel'nomu momentu
v istorii idej -- momentu, kogda masshtab nashego ponimaniya stanovitsya
dejstvitel'no universal'nym. Do nastoyashchego vremeni vse nashe ponimanie
kasalos' nekotorogo aspekta real'nosti, neharakternogo dlya celogo. V budushchem
ono ohvatit ob®edinennoe ponyatie real'nosti: vse ob®yasneniya budut ponimat'sya
na fone universal'nosti, a kazhdaya novaya ideya budet avtomaticheski stremit'sya
osveshchat' ne tol'ko konkretnyj predmet, no v razlichnoj stepeni vse predmety.
Ponimanie, kotoroe my v konechnom itoge poluchim iz poslednego ogromnogo
ob®edineniya, mozhet znachitel'no prevzojti ponimanie, kotoroe my poluchali ot
predydushchih ob®yasnenij. My uvidim, chto zdes' ob®edinyaetsya i ob®yasnyaetsya ne
tol'ko fizika i ne tol'ko nauka, no i otdalennye oblasti filosofii, logiki i
matematiki, etiki, politiki i estetiki: vozmozhno, vse, chto my ponimaem v
nastoyashchee vremya, a mozhet byt', i mnogoe iz togo, chto my eshche ne ponimaem.
Kakoj zhe togda vyvod ya adresoval by sebe-rebenku, kotoryj otvergal to,
chto rost znaniya delaet mir menee ponyatnym? YA by soglasilsya s nim, hotya
sejchas ya schitayu, chto vazhno ne to, mozhet li odna iz osobej nashego konkretnogo
vida ponyat' vse to, chto ponimaet ves' vid. Vazhno to, dejstvitel'no li edina
i ponyatna sama struktura real'nosti. Sushchestvuet mnozhestvo prichin schitat',
chto eto tak. Buduchi rebenkom, ya prosto znal eto: sejchas ya mogu eto
ob®yasnit'.
TERMINOLOGIYA
|pistemologiya -- nauka o prirode poznaniya i processah, kotorye ee
sozdayut.
Ob®yasnenie -- (grubo) utverzhdenie o prirode i prichinah veshchej.
Instrumentalizm -- sistema vzglyadov, v sootvetstvii s kotoroj cel'yu
nauchnoj teorii yavlyaetsya predskazanie rezul'tatov eksperimentov.
Pozitivizm -- krajnyaya forma instrumentalizma, utverzhdayushchaya, chto vse
formulirovki, otlichnye ot teh, kotorye chto-libo opisyvayut ili predskazyvayut,
ne imeyut smysla. (|tot vzglyad sam ne imeet smysla po svoim zhe kriteriyam).
Redukcionnyj -- redukcionnoe ob®yasnenie -- eto ob®yasnenie, kotoroe
raskladyvaet vse veshchi na sostavlyayushchie nizkogo urovnya.
Redukcionizm -- sistema vzglyadov, v sootvetstvii s kotoroj nauchnye
ob®yasneniya iznachal'no yavlyayutsya redukcionnymi.
Holizm -- ideya o tom, chto obosnovannymi yavlyayutsya tol'ko ob®yasneniya,
sdelannye na osnove sistem vysokogo urovnya; protivopolozhnost' redukcionizma.
Ishod -- ishodyashchim yavleniem nazyvaetsya takoe yavlenie (kak zhizn', mysl'
ili vychislenie), otnositel'no kotorogo sushchestvuyut ponyatnye fakty ili
ob®yasneniya, kotorye ne prosto vyvodyatsya iz teorij nizkogo urovnya, no kotorye
mogut ob®yasnit' ili predskazat' teorii vysokogo urovnya, otnosyashchiesya
neposredstvenno k etim yavleniyam.
REZYUME
Nauchnoe znanie, kak i vse chelovecheskoe znanie, sostoit glavnym obrazom
iz ob®yasnenij. Prostye fakty mozhno posmotret' v spravochnike, predskazaniya
vazhny tol'ko pri provedenii reshayushchih eksperimentov dlya vybora bolee tochnoj
nauchnoj teorii, kotoraya uzhe proshla proverku na nalichie horoshih ob®yasnenij.
Po mere togo, kak novye teorii vytesnyayut starye, nashe znanie stanovitsya kak
shire (kogda poyavlyayutsya novye predmety), tak i glubzhe (kogda nashi osnovnye
teorii ob®yasnyayut bol'she i stanovyatsya bolee obobshchennymi). Glubina pobezhdaet.
Takim obrazom, my ne udalyaemsya ot togo sostoyaniya, kogda odin chelovek smozhet
ponyat' vse, chto ponyato, a priblizhaemsya k nemu. Nashi samye glubokie teorii
nastol'ko perepletayutsya drug s drugom, chto ih mozhno ponyat' tol'ko sovmestno,
kak edinuyu teoriyu ob®edinennoj struktury real'nosti. |ta Teoriya Vsego imeet
gorazdo bol'shij masshtab, chem ta "teoriya vsego", kotoruyu ishchut uchenye,
zanimayushchiesya fizikoj elementarnyh chastic, potomu chto struktura real'nosti
sostoit ne tol'ko iz takih sostavlyayushchih redukcionizma, kak prostranstvo,
vremya i drobnoatomnye chasticy, no takzhe, naprimer, iz zhizni, mysli i
vychisleniya. CHetyre osnovnyh niti ob®yasneniya, kotorye mogut sostavit' pervuyu
Teoriyu Vsego -- eto
kvantovaya fizika, Glavy 2, 9, 11, 12, 13, 14;
epistemologiya, Glavy Z, 4, 7, 10, 13, 14;
teoriya vychislenij, Glavy 5, b, 9, 10, 13, 14;
teoriya evolyucii, Glavy 8, 13, 14.
Sleduyushchaya glava posvyashchena pervoj i samoj vazhnoj iz chetyreh nitej --
kvantovoj fizike.
Glava 2. Teni
Ne sushchestvuet luchshej, bolee otkrytoj dveri k izucheniyu fiziki, chem
obsuzhdenie fizicheskogo fenomena svechi.
Majkl Faradej
(Kurs iz shesti lekcij po himicheskoj istorii svechi)
V svoih znamenityh nauchnyh lekciyah v Korolevskom institute Majkl
Faradej vsegda pobuzhdal svoih slushatelej izuchat' mir, rassmatrivaya, chto
proishodit pri gorenii svechi. YA zamenyu svechu elektricheskim fonarikom. |to
pravomerno, poskol'ku ustrojstvo elektricheskogo fonarika vo mnogom osnovano
na otkrytiyah Faradeya.
YA opishu neskol'ko eksperimentov, kotorye illyustriruyut yavleniya lezhashchie v
osnove kvantovoj fiziki. Takogo roda eksperimenty so mnozhestvom izmenenij i
utochnenij v techenie mnogih let ostavalis' sredstvom k sushchestvovaniyu
kvantovoj optiki. V ih rezul'tatah net protivorechij, odnako dazhe sejchas v
nekotorye iz nih trudno poverit'. Osnovnye eksperimenty udivitel'no prosty.
Oni v sushchnosti ne trebuyut ni special'nyh nauchnyh instrumentov, ni glubokogo
znaniya matematiki ili fiziki, oni zaklyuchayutsya vsego lish' v otbrasyvanii
tenej. Obychnyj elektricheskij fonarik mozhet proizvodit' ves'ma strannye
kartiny sveta i teni. Pri bolee vnimatel'nom rassmotrenii mozhno uvidet', chto
oni imeyut neobychnye razvetvleniya. CHtoby ob®yasnit' ih, nuzhny ne prosto novye
fizicheskie zakony, a novyj uroven' opisaniya i ob®yasneniya, vyhodyashchij za
predely togo, chto ran'she schitali nauchnoj sferoj. Prezhde vsego, eti kartiny
otkryvayut sushchestvovanie parallel'nyh mirov. Kak eto vozmozhno? Kakaya myslimaya
kartina tenej mozhet povlech' za soboj podobnye vyvody?
Ris. 2.1. Svet ot elektricheskogo fonarika
Predstav'te vklyuchennyj elektricheskij fonarik v temnoj komnate gde net
drugih istochnikov osveshcheniya. Nit' nakala lampochki ispuskaet svet, kotoryj
rasshiryaetsya, obrazuya chast' konusa. CHtoby ne uslozhnyat' eksperiment otrazhennym
svetom, steny komnaty dolzhny byt' matovo-chernymi dlya polnogo pogloshcheniya
sveta. Ili, poskol'ku my provodim eti eksperimenty tol'ko v svoem
voobrazhenii, mozhno predstavit' komnatu astronomicheskih razmerov, chtoby do
zaversheniya eksperimenta svet ne uspel dostignut' sten i vernut'sya. Risunok
2.1 illyustriruet dannyj opyt. No etot risunok v nekotoroj stepeni ne
sootvetstvuet istine: esli by my smotreli na fonarik so storony, my ne
smogli by uvidet' ni fonarik, ni svet. Nevidimost' -- odno iz prostejshih
svojstv sveta. My vidim svet lish' togda, kogda on popadaet v nashi glaza
(hotya, kak pravilo, my govorim o poslednem ob®ekte, na kotoryj vozdejstvoval
etot svet i kotoryj okazalsya po linii nashego zreniya). My ne mozhem uvidet'
svet, kotoryj prosto prohodit mimo. Esli by v luche okazalsya otrazhayushchij
ob®ekt ili dazhe pyl' ili kapel'ki vody, chtoby rasseyat' svet, my smogli by
ego uvidet'. No poskol'ku v luche nichego net, i my smotrim na nego izvne, ego
svet ne dostigaet nas. Naibolee tochno to, chto my dolzhny uvidet', sledovalo
by predstavit' absolyutno chernoj kartinkoj. V prisutstvii vtorogo istochnika
sveta, my mogli by uvidet' fonarik, no opyat' zhe ne ego svet. Luchi sveta,
dazhe samogo intensivnogo sveta, kotoryj my mozhem poluchit' (s pomoshch'yu
lazerov), prohodyat drug cherez druga, kak esli by nichego ne bylo voobshche.
Na risunke 2.1 vidno, chto okolo fonarika svet naibolee yarkij, po mere
udaleniya ot nego svet tuskneet, tak kak luch rasshiryaetsya, chtoby osvetit' eshche
bol'shuyu ploshchad'. Nablyudatelyu, nahodyashchemusya v luche i othodyashchemu ot fonarika
spinoj vpered, reflektor pokazalsya by eshche men'she, a kogda byl by viden
tol'ko kak tochka, eshche slabee. |to v samom dele bylo by tak? Sposoben li svet
dejstvitel'no rasprostranyat'sya neogranichenno vse bolee tonkimi luchami?
Otvet: net. Na rasstoyanii primerno desyati tysyach kilometrov ot fonarika ego
svet byl by slishkom slabym, chtoby chelovecheskij glaz mog ego razlichit', i
nablyudatel' nichego by ne uvidel. To est' chelovek nichego by ne uvidel; a
zhivotnoe s bolee chuvstvitel'nym zreniem? Glaza lyagushki v neskol'ko raz
chuvstvitel'nee chelovecheskih glaz: etogo vpolne dostatochno, chtoby
pochuvstvovat' oshchutimuyu raznicu pri provedenii eksperimenta. Esli by
nablyudatelem byla lyagushka, i ona udalyalas' by ot elektricheskogo fonarika,
moment, kogda ona polnost'yu poteryala by ego iz vida, nikogda by ne nastupil.
Vmesto etogo lyagushka uvidela by, chto fonarik nachal mercat'. Vspyshki
voznikali by cherez neravnye promezhutki vremeni, kotorye uvelichivalis' by po
mere udaleniya lyagushki ot fonarika. No otdel'nye vspyshki ne stali by menee
yarkimi. Na rasstoyanii sta millionov kilometrov ot fonarika lyagushka videla by
v srednem tol'ko odnu vspyshku sveta v den', no eta vspyshka byla by ne menee
yarkoj, chem lyubaya drugaya, nablyudaemaya s lyubogo drugogo rasstoyaniya.
Ris. 2.2. Lyagushki mogut videt' otdel'nye fotony
Lyagushki ne mogut rasskazat' nam, chto oni vidyat. Poetomu pri provedenii
real'nyh eksperimentov my ispol'zuem fotoumnozhiteli (svetovye detektory,
chuvstvitel'nost' kotoryh prevyshaet chuvstvitel'nost' glaz lyagushki) i
umen'shaem svet, propuskaya ego cherez temnye fil'try, a ne nablyudaem ego na
rasstoyanii sta millionov kilometrov ot istochnika. Odnako ni princip, ni
rezul'tat ot etogo ne menyayutsya: ne mnimaya temnota, ne odnorodnaya tusklost',
a mercanie, prichem vspyshki -- odinakovo yarkie, nezavisimo ot togo, naskol'ko
temnyj fil'tr my ispol'zuem. |to mercanie pokazyvaet, chto sushchestvuet predel
ravnomernogo rasprostraneniya sveta. Pol'zuyas' terminologiej yuvelirov, mozhno
skazat', chto svet ne yavlyaetsya beskonechno "kovkim". Podobno zolotu nebol'shoe
kolichestvo sveta mozhno ravnomerno raspredelit' po ochen' bol'shoj ploshchadi, no,
v konechnom itoge, esli popytat'sya rastyanut' ego eshche, on stanet nerovnym.
Dazhe esli mozhno kak-nibud' predotvratit' gruppirovanie atomov zolota,
sushchestvuet predel, za kotorym atomy nel'zya razdelit' bez togo, chtoby zoloto
ne perestalo byt' zolotom. Poetomu edinstvennyj sposob sdelat' zolotoj list
tolshchinoj v odin atom eshche ton'she - raspolozhit' atomy eshche dal'she drug ot
druga, chtoby mezhdu nimi bylo pustoe prostranstvo. Kogda eti atomy okazhutsya
dostatochno daleko drug ot druga, zabluzhdeniem budet schitat', chto oni
obrazuyut sploshnoj list. Naprimer, esli kazhdyj atom zolota nahodilsya by v
srednem na rasstoyanii neskol'kih santimetrov ot svoego blizhajshego soseda,
mozhno bylo by provesti rukoj cherez "list", ne prikasayas' k zolotu voobshche.
Tochno takzhe sushchestvuet elementarnyj svetovoj sharik ili "atom", foton. Kazhdaya
vspyshka, kotoruyu vidit lyagushka, vyzvana fotonom, vozdejstvuyushchim na setchatku
ee glaz. Luch sveta stanovitsya slabee ne potomu, chto sami fotony oslabevayut,
a potomu, chto oni otdalyayutsya drug ot druga, i pustoe prostranstvo mezhdu nimi
uvelichivaetsya (risunok 2.2). Ochen' slabyj luch nepravomerno nazyvat' "luchom",
poskol'ku on preryvaetsya. Kogda lyagushka nichego ne vidit, eto proishodit ne
potomu, chto svet, popadayushchij v ee glaza, slishkom slab, chtoby vozdejstvovat'
na setchatku, a potomu, chto svet prosto ne popadaet v ee glaza.