Алексей Цвелик - Жизнь в невозможном мире: Краткий курс физики для лириков

Законы у природы не только есть, но и, как предполагает наука, они универсальны, то есть одинаковы во всех уголках Вселенной и не меняются при перемене системы отсчета. Утверждение это может показаться чересчур догматическим, однако справедливость его оказалось возможным проверить. Я не буду углубляться в детали, скажу только, что утверждение это является центральным постулатом общей теории относительности. Другое важное утверждение состоит в том, что законы не меняются со временем. К этому выводу ученые пришли не без внутренней борьбы. Во многом помогла находящаяся в распоряжении астрономов «машина времени» — телескоп. Так как свет от далеких звезд доходит до нас за время, пропорциональное расстоянию до звезды, заглядывая все дальше в глубь Вселенной, мы уходим все дальше в прошлое. Изучение далеких звездных систем методами астрофизики помогло нам убедиться в неизменности законов природы.

Если читатель даст себе труд поразмыслить над этим предметом, то он поймет: существование законов природы есть мощное свидетельство того, что за пределами мира, который мы называем материальным, то есть мира красок, звуков, ощущений, мира пространства и времени, существует и другой мир, который, наверное, можно назвать миром идей. Многим, разумеется, это утверждение покажется неожиданным. Но рассудите сами. Вот, например, я делаю какое-нибудь простое утверждение типа: чтобы камень пролетел расстояние в десять метров, его нужно швырнуть с начальной скоростью не менее 10 м/с под углом 45 градусов к горизонту. Утверждение это является предсказанием исхода события, которое еще не произошло, и опирается на известные нам законы механики. Камень еще не полетел, но мы знаем, что случится, когда он полетит, так как знаем законы. Например, если сила ваших мышц не позволяет вам сообщить камню нужную скорость, он не долетит до цели. Самое главное здесь для нас в том, что законы эти существовали даже до того, как образовались камни, ибо камни и все остальное образовались согласно этим законам.

Иные говорят, что законы — в самих вещах. Однако этого никак не может быть, потому что вещи и формируются по этим законам. Когда-то был построен первый мост, или первый аэроплан, или первый автомобиль. Их постройке предшествовали проекты, основанные на расчетах, а эти расчеты, в свою очередь, были основаны на наших знаниях законов упругости и сопротивления материалов, динамики газов и жидкостей, механики и т. д. Это касается того, что создано человеком, но и в природе сплошь и рядом что-то случается в первый раз. Это так, потому что Вселенная не существует вечно, а имела свое начало, чему в современной космологии есть множество как экспериментальных, так и теоретических свидетельств. Следовательно, все когда-то произошло впервые. Когда-то, например, образовались первые атомы, когда-то зажглась первая звезда. Она не зажглась бы, если бы не законы гравитации и термоядерных реакций, существовавшие ДО этого события. Я прошу прощения у тех читателей, которым эти рассуждения покажутся слишком очевидными. Я так долго задерживаюсь на них только потому, что многочисленные обсуждения показали: многие даже весьма разумные люди этих рассуждений совершенно не понимают!

Если мне удалось убедить тебя, читатель, что законы природы существуют вне пространства и времени, так как, повторяю еще раз, именно они и определяют то, что происходит в пространстве и времени, включая свойства самих пространства и времени, то можно продолжать.

Итак, пусть законы есть, но не скажут ли нам, вслед за французским математиком Лапласом, что эти же законы все раз навсегда предопределяют и, поскольку чему быть, того не миновать, в Боге уже нет никакой необходимости. Вернее, есть ли Он или нет Его, никакого значения для нашей жизни не имеет. Часовой механизм запущен, часы тикают, и мы тикаем вместе с ними.

Против этого можно возразить, что законы природы на самом деле не так строги, чтобы предписывать все события с железной необходимостью, и, таким образом, не только у нас, но и у всего творения (назовем так природу) остается некоторая свобода действий. Я уже это обсуждал. Думаю также, что грамотный читатель знаком с этим аргументом, и сейчас не буду на нем останавливаться.

Обсудим теперь нечто другое, одну черту природы, на которую обращается меньше внимания, а именно ее постижимость, открытость для нашего ума. Вот слова Альберта Эйнштейна:

You find it strange that I consider the comprehensibility of the world (to the extent that we are authorized to speak of such a comprehensibility) as a miracle or an eternal mystery. Well a priori one should expect a chaotic world which cannot be grasped by the mind in anyway. One could (yes one should) expect the world to be subjected to law only to the extent that we order it through our intelligence. Ordering of this kind would be like the alphabetical ordering of the words of a language. By contrast, the kind of order created by Newton’s theory of gravitation, for instance, is wholly different. Even if the axioms of the theory are proposed by man, the success of such a project presupposes a high degree of ordering of the objective world, and this could not be expected a priori. That is the «miracle» which is being constantly re-enforced as our knowledge expands.

Вам покажется странным, что я считаю постижимость мира (в той степени, что нам дозволено о таковой постижимости говорить) чудом или вечною загадкой. Ну, a priori следовало было бы ожидать хаотического мира, где уму не за что было бы ухватиться. Можно (и должно) думать о мире, подчиняющемся законам лишь в той степени, в какой мы можем упорядочить его своим разумом. Такое упорядочение было бы сродни упорядочению слов по буквам алфавита. Однако порядок, созданный, например, ньютоновской теорией тяготения, совершенно другого рода. Даже если аксиомы теории предложены людьми, успех такого начинания предполагает высокую степень порядка в объективном мире, а этого a priori ожидать нельзя. Вот это и есть то «чудо», которое неуклонно подтверждается по мере расширения наших знаний.

На самом деле здесь не одно чудо, а как минимум три. Первое состоит в том, что мир, во всяком случае в очень значительной его части, познаваем в принципе. То есть существо типа человека может его познать.

Второе чудо состоит в том, что в человечестве находятся люди, которые этот потенциал реализуют. Ведь жить или даже обладать разумом и познавать мир так, как это делают ученые, — совсем не одно и то же. Среди живых существ, населяющих Землю, встречаются виды бесконечно более древние, чем человек. Они прекрасно выживали без всякой науки. Да и многие люди обходятся без нее, хотя и не отказываются от ее плодов. Более того, ученые, познающие природу, составляют меньшинство человечества. Из всего этого следует, что существование науки никак логически не вытекает из существования разумных существ.

Третье чудо состоит в том, что мы знаем намного больше того, на что могли бы рассчитывать. Если бы наши познания проистекали только из нашего опыта, то и знали бы мы то, что к нам непосредственно прилегает. Такого рода знанием действительно обладают многие, и оно так и называется: житейская мудрость. Понятно, что не одна житейская мудрость позволила Колумбу открыть Америку, Магеллану — обогнуть земной шар, а нам — отправить космические станции к Юпитеру, Сатурну и даже за пределы Солнечной системы. Никто из нас там никогда не был и никакого опыта набраться не мог. Объяснение третьего чуда лежит в универсальности законов природы, о которой я уже упоминал.