Карл Саган - Мозг Брока. О науке, космосе и человеке

Кроме того, наука предполагает размышления о чем-либо: о форме облаков и об их наблюдающихся время от времени четко очерченных нижних краях, расположенных на одинаковой высоте по всему небу; об образовании капли росы на листьях; о происхождении имени или слова – скажем, Шекспир или филантроп; об истоках социальных обычаев – запрета инцеста, например; о том, почему линзы могут воспламенять бумагу на солнце, почему трость так похожа на ветку, почему, когда мы идем, кажется, что луна следует за нами; что мешает нам выкопать яму до центра Земли; как определить, где низ на сферической Земле; как организм превращает вчерашний обед в сегодняшние мышцы и сухожилия и как далеко простирается вверх – Вселенная тянется бесконечно или, если нет, то имеет ли смысл вопрос, что находится за ее краем? Некоторые из этих вопросов довольно простые. Остальные, особенно последний, – загадки, которые не может разгадать никто даже в наши дни. Эти вопросы естественны. Так или иначе, они задавались в любой культуре. Почти всегда предлагаемые ответы бывают в духе «Сказок просто так» (Just So Stories) [15] «Сказки просто так» (Just So Stories) – книга сказок Р. Киплинга. Сказки были впервые опубликованы в 1902 г. В них в шутливой форме говорится о появлении тех или иных явлений окружающего мира. Как правило, посвящены тому, как некоторое конкретное животное поменяло свой первоначальный облик в результате действий человека или сказочного существа. – Прим. ред. , попытки объяснить не связаны с экспериментами или хотя бы сравнительными наблюдениями.

Но научный склад ума изучает мир критически, как будто существует много альтернативных миров, как будто здесь могут находиться другие вещи, которых здесь нет. Тогда мы вынуждены задаваться вопросом, почему здесь находится то, что мы видим, а не что-то другое. Почему Солнце, Луна и планеты имеют сферическую форму? Почему не пирамиды, или кубы, или двенадцатигранники? Почему у них не бывает неправильной, неупорядоченной формы? Почему планеты настолько симметричны? Если вы будете какое-то время строить гипотезы, проверять, имеют ли они смысл, соответствуют ли они тому, что мы знаем, продумаете исследования, которые бы подтвердили или опровергли ваши гипотезы, вы займетесь наукой. И если вы будете практиковать этот навык размышлений все больше и больше, у вас будет получаться все лучше и лучше. Проникая в суть вещей – даже таких маленьких, как травинки, как сказал Уолт Уитмен [16] Уолт Уитмен (1819–1892) – американский поэт, публицист, реформатор американской поэзии. В сборнике стихов «Листья травы» (1855–1891) идеи об очищающей человека близости к природе приняли космический характер. – Прим. ред. , – мы испытываем то радостное возбуждение, которое, возможно, из всех живых существ на этой планете могут чувствовать только люди. Мы – разумный вид и получаем удовольствие от мыслительного процесса. В этом отношении мозг как мышца. Когда мы много думаем, мы чувствуем себя хорошо. Понимание – это разновидность экстаза.

Но до какой степени мы можем на самом деле познать Вселенную вокруг нас? Иногда люди задают этот вопрос в надежде получить отрицательный ответ, боясь Вселенной, в которой однажды все может стать изведанным. И иногда мы слышим заявления ученых, с уверенностью утверждающих, что все, что стоит знать, вскоре будет известно – или даже уже известно. При этом они рисуют картины эры Дионисия [17] Эрой Диониса называют счет лет от Рождества Христова. Принятие новой эры было предложено папой Иоанном I (523–526). По его заданию архивариус, скифский монах Дионисий Малый в 525 г. проводил вычисления дней празднования христианской Пасхи и составил Пасхалии на 95 лет. Дионисий не располагал никакими данными о точном времени рождения Иисуса Христа, эта дата была принята им условно. Дионисий вычислял год рождения Христа посредством расчетов, не имеющих ничего общего с наукой. – Прим. ред. или полинезийской эры, когда жажда делать открытия иссякла, сменившись подавленной апатией, и праздные мечтатели пьют ферментированное кокосовое молоко или какие-нибудь другие слабые галлюциногены. Мало того, что эта точка зрения очерняет полинезийцев, которые были отважными исследователями (и чья краткая передышка в раю в наши дни прискорбно закончилась), а также метод стимулирования мозговой активности с помощью некоторых галлюциногенов, она попросту ошибочна.

Давайте займемся гораздо более скромным вопросом: не тем, можем ли мы познать Вселенную, или галактику Млечный Путь, или звезду, или мир. Можем ли мы познать до конца крупинку соли? Рассмотрим один микрограмм столовой соли – крупинку, которую едва может разглядеть без микроскопа человек с хорошим зрением. Такая крупинка соли состоит приблизительно из 1016 атомов натрия и хлора – единица и 16 нулей, 10 млн миллиардов атомов. Если мы хотим познать крупинку соли, мы должны знать по крайней мере пространственное расположение каждого из этих атомов. (На самом деле нужно знать гораздо больше – например, природу сил, связывающих между собой атомы, – но мы делаем только приблизительные вычисления.) Итак, это число больше или меньше того количества вещей, которые может знать мозг?

Сколько мозг может знать? В мозгу около 1011 нейронов – тех элементов цепи и переключателей, чья электрическая и химическая деятельность отвечает за функционирование нашего мозга. У обычного нейрона мозга тысячи маленьких проводов, которые называются дендритами и соединяют его с другими нейронами. Если каждый бит информации в мозгу соответствует одной из этих связей, общее количество вещей, которые знает мозг, составляет не более 1014, то есть сто триллионов. Но это число – только один процент количества атомов в нашей крупинке соли.

Так что в этом смысле Вселенная не поддается познанию. На этом уровне мы не можем понять крупинку соли, а тем более Вселенную.

Но давайте посмотрим на наш микрограмм соли более внимательно. Соль – это кристалл, в котором, если в структуре кристаллической решетки нет изъянов, расположение каждого атома натрия и хлора строго предопределено. Если бы мы могли уменьшиться и погрузиться в этот кристаллический мир, мы бы увидели ряды атомов, расположенных в установленном порядке, постоянно чередующиеся элементы – натрий, хлор, натрий, хлор, – образующие слой атомов, на котором мы бы стояли, и все слои над и под нами. В абсолютно чистом кристалле соли положение каждого атома могло бы определяться примерно 10 битами информации [18] Хлор – смертельно опасный ядовитый газ, который применялся на полях сражений в Европе в Первую мировую войну. Натрий – агрессивный металл, который горит при взаимодействии с водой. Вместе они образуют безвредный и неядовитый материал, столовую соль. Почему каждое из этих веществ имеет такие свойства, объясняет наука, которая называется химия, но, чтобы в ней разобраться, 10 битов информации недостаточно. – Прим. авт. (Далее в книге, там, где не указано иначе, примечания – авторские.) . Обработка этого объема информации легко доступна нашему мозгу.