Достучаться до небес. Научный взгляд на устройство Вселенной

И сегодня, когда мы осваиваем новые пределы точности измерений, мысли Галилея о том, как следует планировать эксперименты и интерпретировать их результаты, сохраняют свою актуальность. Его наследие живет, пока мы продолжаем создавать устройства и получать с их помощью изображения объектов, невидимые невооруженным глазом. Мы и сегодня действуем в соответствии с его взглядами на то, как работают научные методы: чтобы подтвердить или опровергнуть новую научную гипотезу, мы ставим эксперименты. Участники конференции в Падуе размышляли о том, какие новые данные принесет нам ближайшее время и что, собственно, эти данные могут означать. Мы все надеемся, что науке в очередной раз удастся расширить пределы человеческих знаний. А пока продолжаем стучаться в двери небес.

ГЛАВА 3. ЖИЗНЬ В МАТЕРИАЛЬНОМ МИРЕ

В феврале 2008 г. поэтесса Катарина Коулз и биолог и математик Фред Адлер (оба из Университета Юты в Солт–Лейк–Сити) организовали междисциплинарную конференцию под названием «Вселенная в песчинке» (A Universe in a Grain of Sand). Темой встречи стала роль масштаба в различных научных дисциплинах. Такая конференция, естественно, только выигрывала от разнообразия интересов участников и выступающих, поэтому здесь собрались представители самых разных областей. Как разделить наблюдения по категориям в соответствии с исследуемыми масштабами, чтобы разобраться в них, организовать и вновь свести воедино? В обсуждение этой темы все наши эксперты — а там были физик, архитектурный критик и профессор английского языка — могли внести свой вклад.

Во вступительной речи литературный критик и поэт Линда Грегерсон назвала нашу Вселенную «совершенной». Это слово точно характеризует то, что делает Вселенную такой чудесной и одновременно неприступной. Очень многое в ней лежит, судя по всему, за пределами нашей досягаемости и нашего понимания, — и в то же время достаточно близко, чтобы дразнить и манить нас: войдите и разберитесь. При любом подходе к знаниям главное — сделать малодоступные аспекты Вселенной более понятными. Человек жаждет научиться читать и понимать книгу природы; он хочет согласовать полученные знания со своими представлениями об окружающем мире.

Человечество в своих попытках разгадать тайны жизни и окружающего мира пользуется различными методами и стремится к разным целям. Искусство, наука и религия, хоть и связаны, возможно, с одними и теми же творческими импульсами, предлагают разные подходы к исследованию белых пятен нашего мировосприятия.

Прежде чем вернуться в мир современной физики, сравним несколько способов мышления и немного углубимся в историю дебатов между религией и наукой, поговорив по крайней мере об одном камне преткновения, который никогда не будет окончательно устранен. Мы рассмотрим материалистический и механистический мир науки — важнейшую черту научного подхода к знаниям. Скорее всего, противники этого подхода не изменят своего мнения в результате нашей дискуссии, тем не менее она поможет читателю более точно представить и осмыслить корни разногласий между двумя подходами.

МАСШТАБ НЕИЗВЕСТНОГО

Немецкий поэт Райнер Мария Рильке точно ухватил парадокс, который остро ощущает всякий человек при встрече лицом к лицу с совершенством: «С красоты начинается ужас./Выдержать это начало еще мы способны;/Мы красотой восхищаемся, ибо она погнушалась/Уничтожить нас» [13] . В своем выступлении в Солт–Лейк-Сити Линда Грегерсон говорила о совершенстве совсем другими, тонкими, возвышенными и куда менее устрашающими словами. Она вспомнила Иммануила Канта, который различал красоту, «заставляющую нас верить в то, что мы существуем для Вселенной, а она для нас», и совершенство, которое внушает ужас. Грегерсон рассказала, что люди чувствуют «тревогу при встрече с совершенством», потому что оно плохо воспринимается человеком.

13

Перевод В. Б. Микушевича. —Прим. пер.

Понятие «совершенство» вновь всплыло в 2009 г. в дискуссии о музыке, искусстве и науке, которую мы с товарищами устроили во время работы над оперой о физике. Для нашего дирижера Клемента Пауэра некоторые музыкальные отрывки воплощали в себе одновременно ужас и красоту, тогда как остальные слышали в них только красоту. Для Клемента совершенная музыка — одинокая вершина, превосходящая его способность к восприятию и не допускающая интерпретации или расшифровки.

Совершенство предлагает нам масштабы и ставит вопросы, выходящие за пределы наших интеллектуальных возможностей. Именно поэтому оно одновременно внушает ужас и завораживает. Представление о совершенстве меняется со временем — по мере того как расширяется линейка масштабов, с которыми мы чувствуем себя комфортно и работаем без труда. Но в любой конкретный момент можно быть уверенным: мы по–прежнему жаждем узнать о поведении объектов и о событиях, происходящих на слишком мелких и слишком крупных для нас масштабах, которые мы пока не в состоянии освоить.

Наша Вселенная во многом совершенна. Она вызывает восхищение, но иногда ошеломляет — и даже пугает — своей сложностью. Тем не менее все ее компоненты чудесным образом согласуются друг с другом. И искусство, и наука, и религия стремятся направить человеческое любопытство и просветить нас, постоянно расширяя пределы познаний. Все они обещают, хотя и по–разному, помочь нам разорвать узкие рамки индивидуального опыта, проникнуть в царство совершенства и понять его (рис. 11).

Искусство позволяет нам исследовать Вселенную через призму человеческого восприятия и эмоций. С его помощью мы оцениваем мир через чувства, особое внимание уделяя тому, как человек ощущает себя во Вселенной и как он ее наблюдает. Искусство — в значительной мере производная автора; взаимодействуя с ним, мы можем прояснить наше собственное интуитивное видение мира. В отличие от науки искусство не ищет объективных истин, выходящих за пределы человеческих отношений. Оно прочно связано с нашими физическими и эмоциональными реакциями на внешний мир и основывается на внутреннем опыте, потребностях и возможностях, которые наука, как правило, никак не затрагивает.

РИС. 11. Каспар Давид Фридрих. Странник над морем тумана (1818). Каноническое изображение возвышенного. Вообще, совершенство — частая тема в изобразительном искусстве и музыке

Наука, в свою очередь, занимается поиском объективных проверяемых истин об окружающем мире. Она исследует элементы, из которых выстроена Вселенная, и то, как эти элементы взаимодействуют. Шерлок Холмс, знаменитый герой Артура Конан Дойля, наставляя доктора Ватсона, достаточно точно описал методологию науки: «Расследование преступления — точная наука, по крайней мере должно ею быть. И описывать этот вид деятельности надо в строгой, бесстрастной манере. А у вас там сантименты. Это все равно что в рассуждение о пятом постулате Евклида включить пикантную любовную историю… Единственное, что заслуживает внимания в этом деле, — цепь рассуждений от следствия к причине. Это и привело к успешному раскрытию дела» [14] .

14

Перевод М. Литвиновой.

Сэр Артур Конан Дойль, без сомнения, вложил бы в уста Холмса примерно те же слова, если бы тому пришлось объяснять Ватсону методологию науки при распутывании загадок Вселенной. Ученые пытаются держать человеческие предубеждения и эмоции в стороне, чтобы они не затуманивали картины и не мешали получать непредвзятую информацию об окружающей реальности. Делается это при помощи логики и коллективных наблюдений. Ученые стараются разобраться, какие объективные физические законы управляют тем, что они наблюдают.

Однако заметим, что Шерлок пользуется не дедуктивной, а индуктивной логикой, как и большинство детективов и ученых, которые пытаются сложить головоломку из кусочков. Ученые и детективы работают индуктивно — идут от наблюдений и пытаются восстановить непротиворечивую картину, которая соответствовала бы всем измеренным явлениям и параметрам. К дедукции переходят уже потом, когда появляется теория; тогда ученые и сыщики стараются предсказать другие явления и связи в мире. Но к тому моменту — по крайней мере с точки зрения детектива — дело уже сделано.

Еще один подход к познанию мира — религия; с ее помощью многие пытаются ответить на вызов, о котором говорила Грегерсон: проникнуть в труднодоступные уголки Вселенной. Британский автор XVII в. сэр Томас Браун писал в своей книге «Вероисповедание врачевателей» (лат. Religio Medici, 1643): «Я люблю потеряться в таинственном, загоняя свой разум на самое дно». Браун и такие, как он, считают, что логики и научного метода недостаточно, чтобы открыть всю истину; они верят, что к абсолютной истине обращается только религия. Очень может быть, что ключевое различие между наукой и религией заключается в характере вопросов, которые они ставят перед собой. Религия занимается в том числе вопросами, которые никоим образом не находятся в ведении науки. Религия спрашивает: «Почему?» ·— и предполагает наличие «предустановленной» цели, тогда как наука задается лишь вопросом «как?». Наука не считает, что у всего сущего в природе есть изначальная цель. Эту идею мы оставляем религии и философии.