Файл: Дойч. Структура Реальности.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 709

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Дэвид Дойч. Структура Реальности. Оглавление

Предисловие редакции.

Благодарности.

Предисловие.

Глава 1. Теория Всего.

Терминология.

Резюме.

Глава 2. Тени.

Терминология.

Резюме.

Глава 3. Решение задач.

Терминология.

Резюме.

Глава 4. Критерии реальности.

Терминология.

Резюме.

Глава 5. Виртуальная реальность.

Терминология.

Резюме.

Глава 6. Универсальность и пределы вычислений.

Принцип Тьюринга

Терминология.

Резюме.

Глава 7. Беседа о доказательстве (или «Дэвид и Крипто-индуктивист»).

Терминология.

Глава 8. Важность жизни.

Терминология.

Резюме.

Глава 9. Квантовые компьютеры.

Терминология.

Резюме.

Глава 10. Природа математики.

Терминология.

Резюме.

Глава 11. Время: первая квантовая концепция.

Терминология.

Резюме.

Глава 12. Путешествие во времени.

Терминология.

Резюме.

Глава 13. Четыре нити.

Терминология.

Резюме.

Глава 14. Конец Вселенной.

Библиография. Это должен прочитать каждый.

Для дальнейшего прочтения.

Но скептик ошибся бы. Знание важно не только для Homo sapiens и не только на планете Земля. Я говорил, что наличие или отсутствие значительного физического влияния какого-либо объекта не является решающим для его фундаментальности в природе. Но это существенно. Давайте рассмотрим астрофизические следствия знания.

Теория звездной эволюции — структуры и развития звезд — одна из успешных историй науки. (Обратите внимание на несоответствие терминологии. Слово «эволюция» в физике означает развитие или прос­то движение, а не изменение и отбор). Всего лишь век назад неизвестен был даже источник солнечной энергии. Лучшая физика того времени да­вала только ложный вывод, что каким бы ни был источник его энергии, Солнце сможет светить не больше ста миллионов лет. Интересно, что геологи и палеонтологи уже знали из ископаемых свидетельств жизни, что Солнце должно было светить на Земле, по крайней мере, миллиард лет. Затем была открыта ядерная физика, которую полностью приме­нили к физике внутренних областей звезд. С тех пор сформировалась теория звездной эволюции. Сейчас мы понимаем, почему звезды све­тят. Для большинства типов звезд мы можем определить температу­ру, цвет, яркость и диаметр на каждой стадии существования звезды, узнать длительность каждой стадии, сказать, какие элементы звезда создает в процессе ядерной трансмутации и т. д. Эта теория была про­верена и подтверждена наблюдениями Солнца и других звезд.

Мы можем использовать эту теорию для предсказания будущего развития Солнца. Она гласит, что Солнце будет продолжать светить с большой стабильностью в течение еще приблизительно пяти милли­ардов лет; затем его настоящий диаметр увеличится примерно в сто раз, и оно станет гигантской красной звездой; затем оно будет пульси­ровать. вспыхнет, превратившись в новую звезду, разрушится и осты­нет, в конечном итоге, став черным карликом. Но произойдет ли все это с Солнцем на самом деле? Неужели каждая звезда такой же мас­сы и состава, которая сформировалась за несколько миллиардов лет до Солнца, уже стала красным гигантом, как предсказывает теория? Или Возможно ли, что некоторые, на первый взгляд, неважные химические Процессы на малых планетах, которые вращаются по орбите этих звезд, Могли изменить течение ядерных и гравитационных процессов с неиз­меримо большей массой и энергией? Если Солнце станет красным гигантом, оно поглотит и разрушит Землю. И если к тому времени на Земле все еще, физически или интеллектуально, будут жить наши потомки, они, скорее всего, не захотят, чтобы это произошло. Они будут делать все, что в их силах, чтобы предотвратить это.


Очевидно ли то, что они ничего не смогут сделать? Безусловно, наша современная технология слишком ничтожна, чтобы сделать это. Но ни наша теория звездной эволюции, ни какая-то другая известная нам физика не дает причины считать, что эта задача невозможна. На­против, мы уже знаем в общих чертах, в чем она будет заключать­ся (а именно, в удалении материи с Солнца). И у нас есть несколько миллиардов лет, чтобы усовершенствовать наши полусырые планы и применить их на практике. Если наши потомки спасут себя таким об­разом, значит наша современная теория звездной эволюции в примене­нии к конкретной звезде дает абсолютно неправильный ответ. А при­чина этого заключается в том, что она не учитывает влияние жизни на звездную эволюцию. Она учитывает такие фундаментальные физи­ческие влияния как ядерные и электромагнитные силы, гравитация, гидростатическое и радиационное давление, но не жизнь.

Похоже, что знание, необходимое для управления Солнцем, не смогло бы развиться только путем естественного отбора, поэтому имен­но от присутствия разумнойжизни зависит будущее Солнца. На это можно возразить, что необоснованно допускать, что разум выживет на Земле в течение нескольких миллиардов лет, и даже если выживет, то еще большее допущение считать, что он будет обладать знанием, необ­ходимым для управления Солнцем. Одна из современных точек зрения заключается в том, что разумная жизнь на Земле уже сейчас нахо­дится в опасности саморазрушения, если не от ядерной войны, то от какого-нибудь побочного следствия технического прогресса или науч­ного исследования. Многие люди считают, что если разумной жизни суждено выжить на Земле, то это может произойти только путем по­давления технического прогресса. Поэтому они, возможно, боятся, что наше развитие технологии, необходимое для управления звездами, не­совместимо с длительностью выживания, достаточной для использова­ния этой технологии, и, следовательно, так или иначе, предопределено, что жизнь на Земле не повлияет на эволюцию Солнца.

Я уверен, что этот пессимизм присущ введенным в заблуждение людям. Как я объясню в главе 14, существует множество причин по­лагать, что наши потомки, в конце концов, будут управлять Солнцем и даже больше. Вероятно, мы не можем предвидеть ни их технологию, ни их желание. Возможно, они захотят спастись, покинув солнечную систему или заморозив Землю, или с помощью множества методов, не­постижимых для нас и не имеющих ничего общего с гибелью вместе с Солнцем. С другой стороны, они могут захотеть управлять Солнцем задолго до того, когда понадобится предотвратить его переход в фа­зу красного гиганта (например, чтобы более эффективно использовать его энергию или чтобы добывать с его помощью сырье для расширения своего жизненного пространства). Однако положение, которое я здесь доказываю, зависит не от нашей способности предсказывать то, что произойдет. Оно зависит только от того, что то, что произойдет, будет зависеть от того знания, которым будут обладать наши потомки и от того, как они его применят. Таким образом невозможно предсказать бу­дущее Солнца, не принимая во внимание будущее Земли и, в частности, будущее знания. Цвет Солнца через десять миллиардов лет зависит от гравитации и радиационного давления, от конвекции и нуклеосинтеза. Он совсем не зависит от геологии Венеры, химии Юпитера или рисунка кратеров на Луне. Но он зависит от того, что произойдет с разумной жизнью на планете Земля. Он зависит от политики, экономики и ре­зультатов войн. Он зависит от того, что делают люди: какие решения они принимают, какие проблемы решают, какие ценности выбирают и как ведут себя по отношению к детям.


Невозможно избежать этого вывода, принимая пессимистическую теорию относительно перспектив нашего выживания. Такая теория не следует ни из законов физики, ни из любого другого известного нам фундаментального принципа: ее можно доказать только на человечес­ком языке высокого уровня (например, «научное знание опередило мо­ральное знание» или что угодно еще). Таким образом, рассуждая на основе такой теории, человек неявно признает, что для астрофизичес­ких предсказаний необходимы теории о человеческих делах. И даже если попытки человеческой расы выжить, в конце концов, окажутся тщетными, применима ли эта пессимистическая теория ко всему вне­земному разуму во вселенной? Если нет, если некая разумная жизнь, в некой галактике, когда-либо сумеет выжить в течение миллиардов лет, то жизнь важна в громадном физическом развитии вселенной.

Во всей нашей Галактике и во всем мультиверсе звездная эволю­ция зависит от того, развилась ли разумная жизнь и где это произо­шло, а если развилась, то от результатов ее войн и от ее отношения к своимдетям. Например, мы можем приблизительно определить, какие пропорции звезд разных цветов (точнее, разных спектральных типов) должны находиться в Галактике. Чтобы это осуществить, мы должны сделать некоторые допущения относительно того, есть ли там разум­ная жизнь и что она делает все это время (то есть, что она не погасила слишком много звезд). В настоящий момент наши наблюдения согласу­ются с тем, что за пределами нашей солнечной системы разумной жиз­ни не существует. Когда наши теории о структуре нашей Галактики станут еще точнее, мы сможем делать более точные предсказания, но опять только на основе допущений о распределении и поведении разу­ма в Галактике. Если эти допущения будут неточными, мы предскажем неправильное распределение спектральных типов почти так же уверен­но, как если бы нам пришлось сделать ошибку относительно состава внутризвездных газов или массы атома водорода. И если мы обнару­жим определенные аномалии в распределении спектральных типов, это может быть свидетельством присутствия внеземного разума.

Космологи Джон Барроу и Фрэнк Типлер рассмотрели астрофизи­ческие следствия, которые имела бы жизнь, если бы она выжила в тече­ние долгого времени послетого, когда Солнце могло бы во всем осталь­ном стать красным гигантом. Они обнаружили, что жизнь, в конечном итоге, внесла бы грандиозные качественные перемены в структуру Га­лактики, а впоследствии, и в структуру всей вселенной. (К этим ре­зультатам я вернусь в главе 14). Итак, еще раз, любая теория структу­ры вселенной во всех стадиях, за исключением самых ранних, должна принимать во внимание то, что будет или чего не будет делать жизнь к тому времени. Этого нельзя избежать: будущая история вселенной зависит от будущей истории знания. Астрологи всегда верили, что кос­мические события влияют на дела людей: наука в течение многих веков считала, что ни космос не влияет на людей, ни люди на космос. Теперь мы понимаем, что дела людей влияют на космические события.


Стоит поразмышлять над тем, где мы сбились с пути и начали не­дооценивать физическое влияние жизни. Это произошло из-за нашей ограниченности. (Ирония состоит в том, что древние консенсусы избе­гали нашей ошибки, потому что были еще более ограниченными). Во вселенной, как мы ее видим,жизнь не повлияла ни на что, что имело бы хоть какое-то астрофизическое значение. Однако мы видим толь­ко прошлое, и более или менее подробно мы видим только то прошлое, которое находится в пространстве, близком к нам. Чем дальше во все­ленную мы смотрим, тем в более отдаленное прошлое мы заглядываем и тем меньше подробностей мы видим. Но даже все прошлое — исто­рия вселенной от Большого Взрыва до настоящего момента — это всего лишь маленькая частица физической реальности. Настоящий момент и Большое Сжатие (если оно произойдет) разделяет, по крайней мере, в десять раз большая история, а может быть, и еще больше, не говоря уже о других вселенных. Мы не можем наблюдать ни одну из них, но применяя свои лучшие теории к будущему звезд, галактик и вселенной, мы обнаруживаем огромное пространство, на которое может воздейст­вовать жизнь и после долгого воздействия захватить господство над всем, что происходит, точно так же, как сейчас она господствует в био­сфере Земли.

Традиционное доказательство неважности жизни придает слишком большое значение объемным величинам, например, размеру, массе и энергии. В ограниченном прошлом и настоящем такие величины были и остаются хорошей мерой астрофизической важности, но в физике не существует причины, почему это не должно измениться. Более того, сама биосфера уже предоставляет изобилие примеров, противоречащих общей применимости таких мер важности. В третьем столетии до Рож­дества Христова, например, масса человеческой расы составляла около десяти миллионов тонн. Следовательно, можно сделать вывод, что мало­вероятно, что на физические процессы, происходившие в третьем веке до Рождества Христова и приводившие к движению во много раз пре­вышающему эту массу, могло значительно повлиять присутствие или отсутствие людей. Однако в то время была построена Великая Китай­ская Стена, масса которой примерно равна тремстам миллионам тонн. Передвижение миллионов тонн камня — это одна из тех вещей, кото­рыми все время занимаются люди. Сегодня необходимо всего несколь­ко дюжин человек, чтобы выкопать железнодорожный тоннель, убрав миллион тонн земли. (Доказательство этого положения будет еще более надежным, если мы более справедливо сравним массу передвинутого камня с массой той крошечной частицы мозга инженера или импера­тора, реализующего эти идеи, или мимы, которые заставляют камень сдвинуться). Человеческая раса в целом (или, если пожелаете, ее запас Мимов) возможно уже обладает достаточным знанием, чтобы разру­шить целые планеты, если бы от этого зависело ее выживание. Даже Неразумная жизнь уже много раз значительно трансформировала свою собственную массу поверхности и атмосферы Земли. Весь кислород в нашей атмосфере, например, — около тысячи триллионов тонн — был создан растениями и, следовательно, был побочным следствием репли­кации генов, т.е. молекул, потомков единственной молекулы. Жизнь оказывает влияние не потому, что она более крупная, массивная или энергетическая, чем другие физические процессы, а потому что она об­ладает большим знанием. По огромному влиянию, которое знание ока­зывает на результаты физических процессов, оно, по крайней мере, так же важно, как и любая другая физическая величина.


Но существует ли основное физическое различие (которое долж­но существовать, как допускали древние в случае с жизнью) между объектами, несущими знание и объектами, не несущими знание, раз­личие, которое не зависит ни от среды, окружающей объекты, ни от их влияния на отдаленное будущее, а зависит только от непосредственных физических качеств этих объектов? Удивительно, но существует. Что­бы его увидеть, необходимо принять перспективу (множественности вселенных) мультиверса.

Рассмотрим ДНК живого организма, например, медведя, и пред­положим, что где-то в одном из его генов мы обнаруживаем последо­вательность ТЦГТЦГТТТЦ. Эта частная цепочка из десяти молекул, в специальной нише, состоящей из оставшейся части гена и его ниши, является репликатором. Она реализует небольшой, но важный кусо­чек знания. Теперь предположим, ради доказательства, что мы можем найти в ДНК медведя (негенетический) отрезок дефективной последо­вательности, который тоже имеет последовательность ТЦГТЦГТТТЦ. Эту последовательность не стоит называть репликатором, потому что она не делает практически никакого вклада в свою собственную ре­пликацию и не реализует знание. Это случайная последовательность. Итак, у нас есть два физических объекта, два отрезка одной и той же цепочки ДНК, один из которых реализует знание, а другой является случайной последовательностью. Но они физически идентичны. Каким образом знание может быть фундаментальной физической величиной, если один объект обладает им, а другой, физически идентичный перво­му, им не обладает?

Может, так как эти два отрезка в действительности не идентичны. Они только кажутся идентичными, когда на них смотрят из некоторых вселенных, таких, как наша. Давайте посмотрим на них еще раз так, как они выглядят в других вселенных. Мы не можем наблюдать дру­гие вселенные непосредственно, поэтому нам придется воспользоваться теорией.

Нам известно, что ДНК живых организмов естественно подвержена случайным вариациям — мутациямв последовательности молекул А, Ц, Г и Т. Согласно теории эволюции адаптации в генах, а следователь­но, и само существование генов, зависят от появления таких мутаций. Из-за мутаций популяции любого гена содержат некоторую степень ва­риаций, и особи — носители генов с более высокой степенью адапта­ции стремятся оставить больше потомков, чем другие особи. Большая часть вариаций гена делает его неспособным вызывать свою реплика­цию, потому что измененная последовательность уже не приказывает клетке производить что-то полезное. Остальные вариации просто дела­ют репликацию менее вероятной (т.е. они сужают нишу гена). Однако некоторые могут реализовать новые команды, которыеповысятверо­ятность репликации. Таким образом происходит естественный отбор. С каждым поколением вариации и репликации степень адаптации вы­живающих генов стремится к возрастанию. В настоящее время случай­ная мутация, вызванная, например, проникновением космического лу­ча, станет причиной вариации не только внутри популяции организма в одной вселенной, но и между вселенными. Космический «луч» — это высокоэнергетическая дробноатомная частица, и, подобно фотону, ис­пускаемому электрическим фонариком, она перемещается в различных направлениях в различных вселенных. Поэтому, когда частица косми­ческого луча проникает в цепочку ДНК и вызывает мутацию, некото­рые из ее двойников в других вселенных не попадают в свои копии цепочки ДНК, а другие проникают в эти цепочки в других местах, вы­зывая, следовательно, другие мутации. Таким образом, проникновение одного космического луча в одну молекулу ДНК в общем случае вызо­вет в различных вселенных огромное количество различных мутаций.