Файл: Дойч. Структура Реальности.doc

Н описал новую концепцию Галилео нашей связи с внешней реаль­ностью как великое методологическое открытие. Это открытие предоставило нам новую надежную форму рассуждения, содержащего ре­зультаты наблюдений. Один из аспектов его открытия действитель­но заключается в следующем: научное рассуждение надежно не в том смысле, что оно удостоверяет, что любая конкретная теория останется неизменной до будущих времен, а в том смысле, что мы правы, когда полагаемся на него. Ибо мы правы, когда ищем решения задач, а не источники первичного доказательства. Результаты наблюдений —это действительно свидетельства, но не в том смысле, что из них с помо­щью дедукции, индукции или любого другого метода можно вывести любую теорию, а в том смысле, что они могут стать истинной причи­ной предпочтения одной теории другой.

Но у открытия Галилео есть другая сторона, про которую чаще всего забывают. Надежность научного рассуждения —это не только качествонас: нашегознания инашихвзаимоотношений с реальностью. Это также и новый факт о самой физической реальности, факт, кото­рый Галилео выразил фразой: «Книга Природы написана математичес­кими символами». Как я уже сказал, буквально в природе невозможно «прочитать» и частицы теории: это ошибка индуктивизма. Но там есть нечто другое: свидетельства, или, выражаясь более точно, реальность, которая предоставляет нам эти свидетельства, если мы взаимодейст­вуем с ней должным образом. Если нам дана крупица теории или даже крупицы нескольких конкурирующих теорий, мы можем использовать результаты наблюдений, чтобы сделать выбор. При желании любой че­ловек может искать такие свидетельства, находить их и совершенство­вать. Для этого не нужно ни полномочий, ни посвящения, ни священных текстов. Единственное, что нужно, —смотреть в нужном направлении, не забывая про плодородные задачи и обещающие теории. Эта открытая доступность не только свидетельств, но и всего механизма обретения знания, —ключевое свойство концепции реальности Галилео.

Возможно, Галилео считал это само собой разумеющимся, но это не так. Это независимое допущение о том, какова физическая реальность. Логически реальности не нужно этого свойства, помогающего науке, но оно у нее присутствует —и присутствует в изобилии. Вселенная Гали­лео насыщена свидетельствами. Коперник собрал свидетельства своей гелиоцентрической теории в Польше. Тихо Браге собрал свои свиде­тельства в Дании, а Кеплер —в Германии. Направив свой телескоп в небо над Италией, Галилео получил больший доступ к тем же свиде­тельствам. Каждый кусочек поверхности Земли в каждую ясную ночь в течение миллиардов лет утопал в свидетельствах фактов и законов астрономии. Для множества других наук свидетельства тоже были на поверхности, но увидеть их стало возможно только в современности с помощью микроскопов и других приборов. Там, где свидетельств фи­зически еще нет, мы можем создать их с помощью таких приборов, как лазеры и перегородки с отверстиями —приборов, которые может построить каждый где угодно и в любое время. И свидетельства будут одни и те же, независимо от того, кто их обнаружит. Чем более фунда­ментальна теория, тем доступнее ее свидетельства (для тех, кто знает, как смотреть) не только на Земле, но и во всем мультиверсе.

Таким образом, физическая реальность самоподобнана несколь­ких уровнях: несмотря на колоссальную сложность вселенной и муль­тиверса, некоторые картины бесконечно повторяются. Земля и Юпи­тер —весьма непохожие планеты, но они движутся по орбите и состо­ят из одинакового набора примерно ста химических элементов (правда, в различных пропорциях). То же самое относится и к их двойникам из параллельных вселенных. Свидетельства, которые произвели столь сильное впечатление на Галилео и его современников, также сущест­вуют на других планетах и в отдаленных галактиках. Свидетельства, которые сейчас изучают физики и астрономы, были доступны мил­лиард лет назад и будут доступны еще через миллиард лет. Само су­ществование общих объяснительных теорий означает, что несравнимые объекты и события некоторым образом физически схожи. Свет, попа­дающий к нам из отдаленных галактик, —это всего лишь свет, но нам он кажется галактиками. Таким образом, реальность содержит не только свидетельства, но и средства (например, наш разум и продукты нашей жизнедеятельности) ее понимания. В физической реальностису­ществуютматематические символы. И то, что именно мы помещаем их туда, не умаляет их физическую суть. В этих символах —в наших планетариях, книгах, фильмах, в памяти наших компьютеров и в нашем мозге —существуют образы физической реальности в целом, образы не только внешнего вида объектов, но и структуры реальности. Сущест­вуют законы и объяснения, редукционные и исходящие. Существуют описания и объяснения Большого Взрыва и субъядерных частиц и про­цессов; существуют математические абстракции; домыслы; искусство; этика; теневые фотоны и параллельные вселенные. Степень истинности всех этих символов, образов и теорий, —то есть определенное сходст­во с конкретными или абстрактными вещами, к которым они относятся, —определяет новую самоподобность, которую дает реальности их существование. Эту самоподобность мы называем знанием.

Терминология.

Гелиоцентрическая теория —теория о том, что Земля движет­ся вокруг Солнца и вращается вокруг своей собственной оси.

Геоцентрическая теория— теория о том, что Земля неподвиж­на, а все остальные небесные тела движутся вокруг нее.

Реализм —теория о том, что внешняя физическая вселенная объ­ективно существует и воздействует на нас через наши чувства.

Бритва Оккама(моя формулировка) —неусложняйте объясне­ния, если в этом нет необходимости,потому что в противном случае излишние усложнения останутся необъясненными.

Критерий доктора Джонсона(моя формулировка) —если что-либо дает ответную реакцию, значит, оно существует.Уточненный вариант:если в соответствии с простейшим объяснением какая-либо категория является сложной и автономной, значит, эта категория ре­альна.

Самоподобность —некоторые части физической реальности (на­пример, символы, картины или человеческие мысли) похожи на другие ее части. Сходство может быть конкретным, когда образы в планета­рии похожи на ночное небо; но важнее то, что это сходство может быть абстрактным, когда некое положение квантовой теории, напечатанное в книге, правильно объясняет один из аспектов структуры мультивер­са. (Возможно, некоторые читатели знакомы с фрактальной геометри­ей; понятие самоподобности, определенное здесь, гораздо шире понятия, используемого в этой области).

Теория сложности —раздел теории вычислительных систем, за­нимающийся ресурсами (такими, как время, объем памяти или энер­гия), которые необходимы для выполнения данных классов вычислений.

Резюме.

Несмотря на то, что солипсизм и родственные ему доктрины ло­гически самосогласованны, их можно полностью опровергнуть, просто воспринимая как серьезные объяснения. Хотя все они претендуют на звание упрощенного мировоззрения, такой анализ показывает, что они не более чем чрезмерно усложненные формы реализма, которые невоз­можно защитить. Реальные категории ведут себя сложным и автоном­ным образом, который можно принять как критерий реальности: если что-либо «дает ответную реакцию», оно существует. Научное рассуж­дение, использующее наблюдение не как основу экстраполяции, а как средство поиска отличий в объяснениях, не уступающих друг другу по остальным параметрам, может дать нам истинное знание о реальности.

Таким образом, особое свойство самоподобности физического ми­ра делает возможной науку и другие формы знания. Однако впервые это свойство признали и изучили вовсе не физики, а математики и теоретики в области вычислительной техники. Они назвали это свой­ство универсальностью вычислений. Теория вычислений —наше третье основное направление.

Глава 5. Виртуальная реальность.

Теорию вычислений традиционно изучали абстрактно, как раздел, относящийся только к математике. Однако при этом теряется ее смысл. Компьютеры —физические объекты, а вычисления —физические про­цессы. То, что могут или не могут вычислить компьютеры, опреде­ляется законами физики, а не законами чистой математики.Универ­сальность —одна из важнейших концепций теории вычислений.Уни­версальный компьютеробычно определяют как абстрактную машину, способную имитировать вычисления любой другой абстрактной маши­ны в конкретном четко определенном классе. Однако важность универ­сальности заключается в том, что универсальные компьютеры, или, по крайней мере, хорошие приближения к ним, можно на самом деле построить и использовать для вычисления поведения не только друг друга, но и интересующих физических и абстрактных категорий. Эта возможность -часть самоподобности физической реальности, о кото­рой я упомянул в предыдущей главе.

Самое известное физическое проявление универсальности —об­ласть технологии, которая обсуждалась в течение многих десятилетий, но начинает развиваться только сейчас, —виртуальная реальность. Этот термин относится к любой ситуации, когда искусственно созда­ется ощущение пребывания человека в определенной среде. Например, пилотажный тренажер —машина, которая дает летчику ощущение по­лета на самолете без отрыва от земли, —это один из видов генератора виртуальной реальности. В такую машину (или точнее, компьютер, ко­торый ею управляет) можно ввести характеристики реального или вы­мышленного самолета. В программе также можно определить окружа­ющую самолет среду, как-то: погоду и схему аэропортов. По мере того, как пилот практикует перелеты из одного аэропорта в другой, тренажер вызывает определенные изображения в окнах, ощущения возникающих при полете толчков и ускорений, соответствующие показания прибо­ров и т.д. Он может включать эффекты, например, турбулентности, механического повреждения и предложенных модификаций самолета. Таким образом, пилотажный тренажер может дать пользователю широ­кий диапазон ощущений от полета, включая такие ощущения, которые невозможно получить в реальном самолете: имитационный самолет мо­жет обладать техническими характеристиками, нарушающими законы физики, например, он может лететь сквозь горы, быстрее света или без горючего.

Поскольку мы ощущаем окружающую нас среду через наши чувст­ва, любой генератор виртуальной реальности должен обладать способ­ностью манипулировать нашими чувствами, доминируя над их нор­мальным функционированием, чтобы мы могли почувствовать опреде­ленную окружающую среду. Возможно, это звучит как выкладка из книги Олдоса Хаксли Brave New World⁷,но технологии искусственно­го управления сенсорным ощущением человека безусловно развивались в течение тысячелетий. Все методики предметно-изобразительного ис­кусства и связи на длинные расстояния можно считать «доминирующи­ми над нормальным функционированием чувств». Даже доисторичес­кие пещерные рисунки давали зрителю некоторое ощущение того, что он видит животных, которых на самом деле там не было. Сегодня мы можем осуществить это более точно, используя фильмы и звукозапись, хотя и не настолько точно, чтобы имитацию можно было перепутать с оригиналом.

Я буду использовать термин генератор изображенийдля обозначе­ния любого прибора, как-то: планетарий, система классаHi-Fiили по­лочка для специй, —который может формировать точно определенный сенсорный ввод для пользователя: заданные картинки, звуки, запахи и т. п., которые считают «изображениями». Например, чтобы генери­ровать обонятельное изображение (т.е. запах) ванили, нужно открыть баночку с ванилью, которая стоит на полочке для специй. Чтобы ге­нерировать слуховое изображение (т.е. звук) двадцатого концерта для фортепьяно Моцарта, нужно поставить соответствующий компакт-диск на систему класса Hi-Fi.Любой генератор изображений —это рудимен­тарный вид генератора виртуальной реальности, но термин «виртуаль­ная реальность» обычно оставляют на тот случай, когда присутству­ют и широкий охват сенсорного диапазона пользователя, и ощутимый элемент взаимодействия («ответная реакция») между пользователем и имитируемой категорией.

Современные видеоигры позволяют осуществить взаимодействие между игроком и объектом игры, но они, как правило, используют только небольшую часть сенсорного диапазона пользователя. Такая «окружающая среда» состоит из изображений на небольшом экране и частично звуков, которые слышит пользователь. Однако уже существу­ют виртуальные видеоигры, более достойные этого названия. Обычно пользователь надевает шлем со встроенными наушниками и двумя те­левизионными экранами (по одному для каждого глаза), иногда —спе­циальные перчатки и другую одежду, изнутри обшитую электрически управляемыми эффекторами (приборами, создающими давление). Там также присутствуют сенсорные датчики, которые фиксируют движе­ние частей тела пользователя, особенно головы. Информация о том, что делает пользователь, передается компьютеру, который вычисля­ет, что должен видеть, слышать и чувствовать пользователь, и реа­гирует, посылая соответствующие сигналы генераторам изображения (рисунок 5.1).Когда пользователь смотрит налево или направо, изобра­жения на двух телевизионных экранах следуют за его взглядом, как и реальное поле зрения, чтобы показать, что находится слева и справа от него в виртуальном мире. Пользователь может протянуть руку и под­нять виртуальный объект, он будет как настоящий на ощупь, потому что эффекторы перчатки генерируют «тактильную обратную связь», соответствующую тому положению и ориентации, в которой виден объ­ект.