Фрэнк Вильчек - Основы реальности

Рассмотрим, например, положение и скорость любого конкретного атома, которые в результате его движения быстро меняются. Фактическая траектория атома сильно зависит от точных начальных значений, а также от того, что делают другие атомы. Таким образом, информацию о положении и скорости конкретной частицы чрезвычайно сложно вычислить и она быстро устаревает. Плотность, давление и температура в этом отношении намного полезнее. Открытие и количественное определение этих простых, стабильных свойств, дающих ответы на важные вопросы, стало крупным научным достижением.

Большая часть деятельности ученых сводится к поиску как раз таких свойств. Иногда мы называем их эмерджентными [139]. (Мы уже сталкивались с этой концепцией ранее, в главе 7, но под несколько другим углом.)

Найти полезные эмерджентные свойства и научиться их использовать — большая удача. За свою историю естественные науки обогатились множеством важных эмерджентных свойств (энтропия, химическая связь, жесткость и так далее), и на их основе удалось построить множество полезных моделей.

Подобные вопросы возникают и за пределами естественных наук. К примеру, нам хотелось бы составить более адекватное представление о поведении людей или о фондовом рынке. Анализ этих явлений на «атомарном» уровне, основанный на изучении поведения отдельных нейронов или отдельных инвесторов, не говоря уже о поведении кварков, глюонов, электронов и фотонов, которые их образуют, невероятно сложен. И если ваша цель — наладить отношения с людьми или заработать денег путем инвестирования, такой подход бессмыслен.

Вместо этого для ответов на наши масштабные вопросы мы обращаемся к различным концепциям из книг по психологии и экономике. Они предлагают нам модели людей и рынков, дополняющие «атомарные». В области психологии и экономики у нас пока не слишком много моделей, работающих так же надежно, как модели газов, созданные физиками. Но поиск продолжается.

Описание действительности в терминах ее самых элементарных строительных блоков — огромное удовольствие. Заманчиво было бы думать, что этот способ идеален, в то время как другие описания высокого уровня — лишь приближенные компромиссы, которые отражают слабость понимания. Такое отношение делает совершенное врагом хорошего. На первый взгляд оно выглядит глубоким, но на самом деле поверхностно.

Чтобы ответить на интересующие нас вопросы, часто нужно изменить точку зрения. Открытие новых концепций и изобретение способов работы с ними — нескончаемая творческая деятельность. Специалисты в области информатики и инженеры-программисты хорошо понимают, что при написании полезных алгоритмов важен способ представления данных. Он отличает полезную информацию от той, которая «в принципе» существует, но в реальности недоступна, поскольку на ее поиск и обработку уйдет слишком много времени и усилий. Это похоже на различие между обладанием золотыми слитками и знанием факта, что в океанской воде в принципе растворено огромное количество атомов золота.

По этой причине полное понимание фундаментальных законов, если бы мы когда-либо его достигли, не было бы ни «Теорией всего», ни «Концом науки» [140]. Нам по-прежнему будут нужны взаимодополняющие описания реальности. На многие серьезные вопросы ответов еще нет, впереди немало масштабной научной работы.

И так будет всегда.

Примеры в искусстве

Моя подруга-музыкант Минна Пёлланен привела прекрасный пример комплементарности в своей области. Я кратко упомянул его ранее. В полифонической музыке две очень разные вещи происходят одновременно: каждый голос ведет свою мелодию, а в ансамбле все они создают гармонию. Мы можем прислушаться к мелодии или гармонии. И то и другое важно. Можно переключаться с одного на другое, но, вообще говоря, слышать все одновременно не получится.

Пикассо и кубисты создали визуальное искусство, которое тоже демонстрирует комплементарность. На одной картине они изображали сцену под разными углами зрения, привлекая внимание к тем деталям, которые считали важными. Маленькие дети на рисунках делают то же. Причудливые комбинации и расположение рядом предметов, увиденных под разными углами, подчеркивают различные точки зрения. Вроде бы они противоречат друг другу и в физическом мире не могут быть реализованы одновременно. Такая простодушная комплементарность в детских рисунках может выглядеть очаровательно, а в работах мастеров — гениально.

Модели людей — свобода и детерминизм

Мы конструируем мысленные модели людей, пытаясь ответить на вопросы об их поведении. Например, чтобы предсказать, как кто-то будет взаимодействовать с другими в определенной ситуации, мы рассмотрим его личность, эмоциональное состояние, историю жизни, культуру, в которой он родился, и так далее. Короче говоря, мы построим модель его сознания и мотивов. Концепция воли — выборов, которые делает сознание, — займет здесь центральное место.

С другой стороны, пытаясь предсказать, что произойдет с тем же человеком в эпицентре ядерного взрыва, мы используем совсем иную модель, основанную на физике. Здесь сознание и воля вообще не будут играть никакой роли.

Обе модели — одна основанная на работе сознания и психологии, другая на материи и физике — верны. Каждая успешно решает свою задачу, но ни одна не является полной и не может заменить другую. Люди действительно делают выбор, и их тела действительно подчиняются физическим законам. Это реалии повседневной жизни. В соответствии с принципом дополнительности мы принимаем и ту и другую модель, понимая, что они не конфликтуют. Факты не могут опровергнуть другие факты — лишь отражают разные способы обращения с реальностью.

Есть ли у людей свобода воли или они просто куклы, танцующие под дудку математической физики? Этот вопрос так же неправилен, как и другой: является ли музыка гармоничной или мелодичной.

Свобода воли — важное понятие в юриспруденции и морали, в то время как физика обходится без него.

Удаление свободы воли из законодательства или введение ее в физику повредило бы и тому и другому. Это совершенно не нужно! Свобода воли и физический детерминизм — комплементарные аспекты реальности.

Комплементарность, расширение сознания и терпимость

Давайте я переформулирую основные выводы из принципа комплементарности.

• Вопросы, на которые вы хотите получить ответы, определяют концепции, которые вы должны использовать.

• Различные (а иногда даже несовместимые) способы анализа одного и того же явления могут дать о нем достоверную информацию.