Файл: Дойч. Структура Реальности.doc

Можно считать, что теория римских цифр утратила свое объяс­нительное значение и превратилась в простое описание фактов. Подоб­ное устаревание теорий происходит постоянно по мере роста нашего знания. Изначально римская система цифр действительно формирова­ла часть концептуальной и теоретической системы взглядов, которая помогала людям, использующим эти цифры, понимать мир. Но сейчас то понимание, которое когда-то достигалось таким образом, — не более чем крошечный аспект гораздо более глубокого понимания, воплощен­ного в современных математических теориях и неявно в современных условных обозначениях.

Это иллюстрирует еще одно свойство понимания. Возможно понять что-то, не осознавая, что понимаешь это, или даже не уделяя этому особого внимания. Возможно, это звучит парадоксально, но смысл глу­боких обобщенных объяснений состоит в том, что они охватывают не только знакомые ситуации, но и незнакомые. Если бы вы были совре­менным математиком и впервые столкнулись с римскими цифрами, возможно, вы бы сразу не осознали, что уже поняли их. Сначала вам бы пришлось выучить факты относительно того, что это такое, а потом поразмышлять над этими фактами в свете вашего настоящего понима­ния математики. Но завершив это, вы могли бы, оглянувшись назад, сказать: «Да, в римской системе цифр для меня нет ничего нового, кро­ме фактов». Именно это мы имеем в виду, когда говорим, что объясни­тельная роль римских цифр полностью устарела.

Точно также, когда я говорю, что понимаю, каким образом кривизна пространства и времени влияет на движение планет да­же в других солнечных системах, о которых я, возможно, никогда не слышал, я не утверждаю, что могу вспомнить без дальнейших размышлений объяснение всех подробностей вращения и колебаний орбиты любой планеты. Я имею в виду, что понимаю теорию, со­держащую все эти объяснения, и поэтому могу точно вывести лю­бое из них, если получу некоторые факты о конкретной планете. Сделав это, я, оглянувшись назад, смогу сказать в прошлое: «Да, в движении этой планеты я не вижу ничего, кроме фактов, которые не объясняет общая теория относительности». Мы понимаем струк­туру реальности, только понимая теории, объясняющие ее. А по­скольку они объясняют больше, чем мы непосредственно осозна­ем, мы можем понять больше, чем непосредственно осознаем, что поняли.

Я не утверждаю, что, когда мы понимаем теорию, мы обязатель­нопонимаем все, что она может объяснить. В очень глубокой теории осознание того, что она объясняет данное явление, само по себе может быть значительным открытием, требующим независимого объяснения. Например, квазары — чрезвычайно яркие источники излучения в цент­ре некоторых галактик — в течение многих лет были одной из загадок астрофизики. Когда-то даже полагали, что для того, чтобы их объяс­нить, потребуется новая физика, но сейчас мы считаем, что их объяс­няет как общая теория относительности, так и другие теории, которые были известны еще до открытия квазаров. Мы полагаем, что квазары состоят из горячей материи в процессе падения в черные дыры (разру­шенные звезды с таким мощным гравитационным полем, что ничто не может избежать его). Однако потребовались многие годы наблюдений и теоретических исследований, прежде чем мы пришли к этому выводу. Теперь, когда мы считаем, что нашли меру понимания квазаров, мы не думаем, что и раньше обладали этим пониманием. Хотя мы и объ­яснили квазары через существующие теории, мы получили абсолютно новое понимание. Насколько сложно дать определение объяснению, на­столько же сложно определить, считать ли вспомогательное объяснение независимой составляющей того, что понято, или относить его к более глубокой теории. Это сложно определить, но не так сложно осознать: на практике, когда нам дают новое объяснение, мы понимаем, что оно новое. И снова: разница связана с творческими способностями. Объяс­нить движение какой-то планеты человеку, который понимает общую теорию относительности, — чисто механическая задача, хотя она мо­жет оказаться очень сложной. Но, чтобы использовать существующую теорию для объяснения квазаров, необходимо творческое мышление. Таким образом, чтобы понять все, что понято в астрофизике на сегод­няшний день, вам придется подробно изучить теорию квазаров. Но вам не придется изучать орбиту какой-то конкретной планеты.

Таким образом, несмотря на то, что количество известных нам те­орий, да и записанных фактов растет как снежный ком, сама структура не становится более сложной для понимания. Дело в том, что, становясь более подробными и многочисленными, отдельные теории постепенно «теряют актуальность», так как понимание, которое они содержат, пе­реходит к глубоким обобщенным теориям. А количество последних все уменьшается, но они становятся более глубокими и более обобщенны­ми. Под «более обобщенными» я подразумеваю, что каждая из этих теорий приводит больше доводов, охватывает большее количество ситу­аций, чем несколько отдельных теорий ранее. Под «более глубокими» я понимаю, что каждая из них объясняет больше (охватывает большее понимание), чем ее предшественники, вместе взятые.

Если бы вы захотели построить большое сооружение, мост или собор, несколько веков назад, вам понадобился бы проектировщик. Он бы знал, что необходимо сделать, чтобы обеспечить прочность и устойчивость конструкции с минимальными возможными усилиями и затратами. Он не смог бы выразить большую часть этого знания на языке математики и физики, как мы можем сделать это сегод­ня. Вместо этого он положился бы, главным образом, на свою инту­ицию, навыки и эмпирические зависимости, которые узнал во време­на своего ученичества, а впоследствии, возможно, усовершенствовал, руководствуясь догадками и долгим опытом работы. Но даже эта ин­туиция, эти навыки и эмпирические зависимости на самом деле были явными и неявными теориями,содержавшими реальное знание пред­метов, которые сегодня мы называем инженерным делом и архитек­турой. Именно из-за знания этих теорий, пусть очень неточных по сравнению с существующими сегодня и применимых в небольшом чис­ле случаев, вы и наняли бы этого проектировщика. Восхищаясь стро­ениями, простоявшими века, люди часто забывают, что видят лишь то, что уцелело. Подавляющее большинство сооружений, построенных в средние века и раньше, давно развалилось, часто вскоре после то­го, как они были построены. Особенно это касалось новых сооружений. Считалось доказанным, что любое нововведение может стать причи­ной катастрофы, и строители редко отступали от традиционных кон­струкций и методов. В наши дни, напротив, большая редкость, ес­ли какое-то строение (пусть даже непохожее ни на что, построенное раньше) развалится из-за неправильной конструкции. Все, что мог построить древний квалифицированный строитель, его современные коллеги могут построить лучше и с меньшими усилиями. Они так­же могут соорудить такие строения, о которых он вряд ли мечтал, например, небоскребы или космические станции. Они могут исполь­зовать такие материалы, как стекловолокно или железобетон, о ко­торых он никогда не слышал и которые вряд ли смог бы использо­вать, даже если бы они каким-то образом у него появились, т. к. он имел весьма смутные и неточные представления о поведении матери­алов.

Мы достигли настоящего уровня знаний не потому, что собрали много теорий, подобных той, что была известна древнему строителю. Наше знание, явное и неявное, не просто больше, оно отличается по своей структуре. Как я уже сказал, современных теорий меньше, но они более обобщенные и более глубокие. В каждой ситуации, с которой сталкивался проектировщик, выполняя какую-то работу, — к примеру, выбирая толщину несущей стены, — он пользовался довольно специфи­ческой интуицией или эмпирической зависимостью, которая примени­тельно к нестандартным случаям могла дать безнадежно неправиль­ные ответы. В наше время проектировщик принимает такие решения, используя теорию, обобщенную настолько, что ее можно применить к стенам, сделанным из любых материалов, в любой среде: на Луне, под водой и где угодно еще. Эта теория настолько обобщена, потому что основана на достаточно глубоких объяснениях принципа поведения материалов и конструкций. Чтобы найти оптимальную толщину стены из незнакомого материала, используют ту же теорию, что и для любой другой стены, но расчеты начинают, принимая различные факты — используя различные численные значения разных параметров. Прихо­дится смотреть в справочнике такие факты, как предел прочности на растяжение и упругость материала, но в дополнительном понимании нет необходимости.

Именно поэтому современный архитектор не нуждается в более длительной или трудоемкой подготовке, даже несмотря на то, что по­нимает гораздо больше, чем древний строитель. Возможно, типичную теорию из учебной программы современного студента понять сложнее, чем любую из эмпирических зависимостей древнего строителя; но со­временных теорий гораздо меньше, а их объяснительная способность придает им такие качества, как красота, внутренняя логика и связь с другими предметами, благодаря которым эти теории проще изучать. Сейчас мы знаем, что некоторые древние эмпирические зависимости были ошибочными, другие — истинными или близкими к истине, и мы знаем причины этого. Некоторыми эмпирическими правилами мы до сих пор пользуемся, но ни на одном из них уже не основывается пони­мание того, почему конструкции не рушатся.

Я, конечно, не отрицаю, что во многих предметах, где увеличи­вается знание, включая архитектуру, появляются специализации. Од­нако это не односторонний процесс, т. к. специализации часто исчеза­ют: колеса уже не проектируют и не изготавливают колесные мастера, плуги — мастера по плугам, а письма уже не пишут писцы. Тем не менее, достаточно очевидно, что тенденция углубления и объединения, которую я описывал, не единственная: параллельно ей происходит не­прерывное расширение.Поясню: новые идеи часто не просто вытесня­ют, упрощают или объединяют существующие. Они также расширяют человеческое понимание до областей, которые раньше не были поняты совсем или о существовании которых даже не догадывались. Они могут открывать новые возможности, новые проблемы, новые специализации и даже новые предметы. И когда это происходит, мы можем получить. по крайней мере на время, больше информации для изучения, чтобы понять все это.

Возможно, медицина — наиболее распространенный пример рас­тущей специализации, которая кажется неизбежным следствием роста знания, когда открывают новые способы лечения многих болезней. Но даже в медицине присутствует противоположная тенденция объедине­ния, которая непрерывно усиливается. Общеизвестно, что многие функ­ции тела, как, впрочем, и механизмы многих болезней, еще мало изуче­ны. Следовательно, некоторые области медицинского знания все еще состоят, главным образом, из собрания записанных фактов, навыков и интуиции врачей, имеющих опыт в лечении определенных болезней и передающих эти навыки и интуицию из поколения в поколение. Други­ми словами, большая часть медицины все еще не вышла из эпохи эмпи­рических правил, и вновь обнаруженные эмпирические правила стиму­лируют появление специализаций. Но когда в результате медицинских и биохимических исследований появляются более глубокие объяснения процессов болезни (и здоровых процессов) в теле, увеличивается и по­нимание. Когда в различных частях тела, в основе разных болезней обнаруживают общие молекулярные механизмы, на смену узким тео­риям приходят более обобщенные. Как только болезнь понимают на­столько, что могут вписать ее в общую структуру, роль специалиста уменьшается. Вместо этого врачи, столкнувшись с незнакомой болез­нью или редким осложнением, могут положиться на объяснительные теории. Они могут посмотреть эти факты в справочнике. Но затем они смогут применить обобщенную теорию, чтобы разработать необходи­мое лечение и ожидать, что оно будет эффективным, даже если никогда раньше оно не применялось.

Таким образом, вопрос о том, сложнее или проще становится по­нять все, что понято, зависит от равновесия двух противоположных ре­зультатов роста знания: расширенияиуглублениянаших теорий. Из-за расширения наших теорий понять их сложнее, из-за углубления — про­ще. Одно из положений этой книги состоит в том, что углубление мед­ленно, но уверенно побеждает. Другими словами, утверждение, в ко­торое я отказывался поверить, будучи ребенком, в самом деле ложно, а истинно практически противоположное. Мы не удаляемся от состоя­ния, когда один человек способен понять все, что понято, мы прибли­жаемся к нему.

Я не утверждаю, что скоро мы поймем все.Это совсем другой во­прос. Я не верю, что сейчас мы близки или когда-то приблизимся к по­ниманиювсего, что существует.Я говорю о возможности пониманиявсего, что понято.Это скорее зависит не от содержания нашего знания, а от его структуры. Но структура нашего знания — независимо от воз­можности его выражения в теориях, составляющих понятное целое — безусловно зависит от самой структуры реальности. Если свободный рост знания должен продолжаться и если мы, несмотря ни на что при­ближаемся к тому состоянию, когда один человек сможет понять все, что понято, значит, глубина наших теорий должна увеличиваться до­статочно быстро, чтобы обеспечить эту возможность. Это может про­изойти, если только сама структура реальности настолько едина, что по мере роста нашего знания мы сможем понимать ее все больше и больше. Если это произойдет, то в конечном итоге наши теории станут настолько общими, глубокими и составляющими друг с другом единое целое, что превратятся в единственную теорию единой структуры ре­альности. Эта теория не объяснит все аспекты реальности: это недости­жимо. Но она охватит все известные объяснения и будет применима ко всей структуре реальности настолько, насколько последняя будет по­нята. В то время как все предыдущие теории относились к конкретным предметам, это будет теория всех предметов:Теория Всего.

Эта теория, безусловно, не будет последней в своем роде, она будет первой. В науке считается доказанным, что даже наши лучшие теории обречены быть в некотором роде несовершенными и проблематичными, и мы ожидаем, что в свое время их вытеснят более глубокие и точные теории. И этот прогресс не остановится, когда мы откроем универ­сальную теорию. Например, Ньютон дал нам первую универсальную теорию тяготения и объединил, помимо всего прочего, небесную и зем­ную механику. Но его теории вытеснила общая теория относительнос­ти Эйнштейна, которая включает еще и геометрию (которую раньше считали отраслью математики) в физике, и поэтому наряду с большей точностью дает более глубокие объяснения. Первая универсальная тео­рия — которую я буду называть Теорией Всего — подобно всем нашим теориям, которые были до нее и будут после нее, не будет ни абсолютно истинной, ни бесконечно глубокой, а потому, в конечном итоге, ее за­менит другая теория. Но эта замена произойдет не через объединение с теориями других предметов, ибо она сама будет теорией всех пред­метов. В прошлом значительный прогресс в понимании иногда имел место при значительных объединениях. Иногда прогресс был вызван структурными изменениями в понимании конкретного предмета, как, например, когда мы перестали считать Землю центром Вселенной. Пос­ле первой Теории Всего уже не будет значительных объединений. Все последующие великие открытия будут переменами в понимании мира в целом: изменениями в нашем мировоззрении. Создание Теории Всего будет последним большим объединением и в то же время первым шагом к возникновению нового мировоззрения. Я считаю, что именно такое объединение и изменение происходят сейчас. Подобное мировоззрение и является темой этой книги.

Считаю своей обязанностью сразу подчеркнуть, что я говорю не просто о «теории всего», которую в ближайшее время надеются открыть специалисты в области физики элементарных частиц. Их«теория всего» стала бы объединенной теорией всех основных сил, известных физи­ке, а именно: гравитационных, электромагнитных и ядерных сил. Она также описала бы все типы существующих дробноатомных частиц, их массы, спины, электрические заряды и другие свойства, а также прин­цип их взаимодействия. При наличии достаточно точного описания на­чального состояния любой изолированной физической системы, такая теория сможет предсказать будущее поведение системы в принципе. В случае, когда точное поведение системы предсказать невозможно, теория опишет все возможные варианты поведения системы и предска­жет вероятность их возникновения. На практике нередки случаи, ког­да начальные состояния интересующих нас систем невозможно опре­делить точно, да и предсказать их слишком сложно во всех случаях, кроме простейших. Тем не менее, такая объединенная теория частиц и сил вместе с определением начального состояния Вселенной к моменту Большого Взрыва (сильный взрыв, от которого произошла Вселенная), в принципе, содержала бы всю информацию, необходимую для предска­зания всего, что можно предсказать (рисунок 1.1).