Леонард Млодинов - Прямоходящие мыслители. Путь человека от обитания на деревьях до постижения миро устройства

Изобретение земледелия и одомашнивание животных катализировало новые интеллектуальные рывки, связанные с увеличением эффективности этих предприятий. Люди стремились теперь постичь правила и закономерности природы – чтобы ими пользоваться. Так зародилось то, что впоследствии стало наукой, но в отсутствие научных методов и понимания преимуществ логического мышления, волшба и религиозные представления смешивались, а иногда и подавляли эмпирические наблюдения и теории с целью более практической, нежели у современной чистой науки: помочь людям присвоить власть над силами природы.

Люди начали задавать новые вопросы о природе, и великое распространение неолитических поселений дало новые возможности на них отвечать. Поход за знанием перестал быть делом единиц или малых групп – теперь можно было объединять вклады множества умов. Вот так люди, хоть и почти оставив охоту и собирательство пищи, объединили усилия в охоте на знания и собирательстве идей.

В аспирантуре темой моей докторской диссертации стала разработка нового метода нахождения приближенных решений нерешаемых квантовых уравнений, описывающих поведение атомов водорода в сильном магнитном поле вблизи нейтронных звезд – самых плотных и маленьких из всех известных нам во Вселенной. Понятия не имею, почему я выбрал именно эту тему; похоже, не понимал этого и мой научный руководитель, быстро потерявший к ней интерес. Я потратил целый год на разработку различных новых методик приближения, которые одна за другой оказались для решения поставленной мной задачи ничем не лучше уже существовавших и, следовательно, докторскую степень мне бы не заработали. И вот однажды я разговорился с уже защитившим диссертацию научным сотрудником, чей кабинет был напротив моего. Он трудился над новым подходом к пониманию элементарных частиц под названием кварки, которые бывают трех «цветов». (Такое обозначение применительно к кваркам не имеет ничего общего с бытовым определением «цвета».) Затея заключалась в следующем: представить (математически) мир, в котором существует бесчисленное множество цветов, а не всего три. Беседуем мы о кварках, никак не относящихся к моей работе, и тут мне в голову приходит мысль: а что, если мою задачу можно решить, представив, что мы живем не в трех-, а в бесконечномерном мире?

Если эта идея кажется странной и «от фонаря» – все верно. Но, повозившись с математикой, мы обнаружили, как ни удивительно, что, хоть задача эта в пределах всамделишного мира и не решалась, одолеть ее все-таки можно, перенеся в пространство с бесконечным числом измерений. Когда я добыл решение, мне «всего-то» осталось понять, как нужно видоизменить ответ, чтобы он учитывал трехмерность нашего мира, – и дело в шляпе.

Метод показал свою мощь: я теперь мог произвести вычисления на любом конверте и получить результаты куда более точные, чем в сложных компьютерных расчетах, применяемых другими. После года бесплодных усилий я в итоге сделал бо́льшую часть того, что в итоге стало моей докторской диссертацией на тему «большое N-расширение», всего за несколько недель, и за следующий год мы с тем доктором наук подготовили серию статей [52] L. D. Mlodinow, N. Papanicolaou, «SO (2, 1) Algebra and the Large N Expansion in Quantum Mechanics», Annals of Physics , 128 (1980), стр. 314–334; L. D. Mlodinow, N. Papanicolaou, «Pseudo-Spin Structure and Large N Expansion for a Class of Generalized Helium Hamiltonians», Annals of Physics , 131 (1981), стр. 1-35; Carl Bender, L. D. Mlodinow, N. Papanicolaou, «Semiclassical Perturbation Theory for the Hydrogen Atom in a Uniform Magnetic Field», Physical Review , A 25 (1982), стр. 1305–1314. , применив эту идею к другим условиям и видам атомов. А позднее один химик, нобелевский лауреат по имени Дадли Хёршбак, прочел о нашем методе в журнале с захватывающим названием «Физика сегодня». Хёршбак переименовал эту методику в «пространственное масштабирование» [53] Jean Durup, «On the 1986 Nobel Prize in Chemistry», Laser Chemistry , 7 (1987), стр. 239–259. См. также D.J. Doren, D. R. Herschbach, «Accurate Semiclassical Electronic Structure from Dimensional Singularities», Chemical Physics Letters , 118 (1985), стр. 115–119; J. G. Loeser, D. R. Herschbach, «Dimensional Interpolation of Correlation Energy for Two-Electron Atoms», Journal of Physical Chemistry, 89 (1985), стр. 3444–3447. и взялся применять ее в своей области исследования. Не прошло и десятилетия, как случилась целая научная конференция, посвященная исключительно этому методу. Я рассказываю эту историю не потому, что она демонстрирует, как выбрать дурацкую задачу, ухлопать на нее год впустую и все равно выкрутиться, сделав интересное открытие, а для того, чтобы показать: человеческое стремление знать и придумывать новое – не череда отдельных личных усилий, а объединенное намерение, общественная деятельность, которой для успеха необходимо, чтобы люди проживали в селениях, где одни умы могут много общаться с другими.

Эти другие умы можно обнаружить и в настоящем, и в прошлом. Обильны мифы о гениях-отшельниках, перевернувших наши представления о мире или явивших человечеству чудесные подвиги изобретательства в области техники, но все они – художественный вымысел. К примеру, Джеймс Ватт [Джеймз Уотт], развивший представление о лошадиной силе, чья фамилия теперь – название единицы мощности, по легенде, ухватил идею парового двигателя внезапным вдохновением, какое снизошло на него, пока он наблюдал за паром, вылетавшим из чайника. На самом же деле Ватт пришел к замыслу изобретенного им устройства, починяя предыдущую версию этого изобретения, которое уже было в ходу лет пятьдесят, прежде чем он приложил к ней руку [54] Andrew Carnegie, James Watt (New York: Doubleday, 1933), стр. 45–64. . Так же и Исаак Ньютон не изобрел физику, сидя в чистом поле один-одинешенек и наблюдая за падающими яблоками, – он много лет собирал данные об орбитах планет, накопленные другими. Не вдохнови его случайное посещение астронома Эдмунда Галлея [Эдмонд Халли [55] Вообще-то ныне доподлинно не известно, как именно произносилась фамилия этого ученого – Хэйли, Хэли, Хали, Холи, поскольку в те времена бытовали все эти и другие варианты написания и произношения его фамилии. – Примеч. перев. ] (прославившегося кометой), который задал некий интриговавший его математический вопрос, Ньютон никогда не написал бы свои «Математические принципы» [56] Рус. изд.: Исаак Ньютон. Математические начала натуральной философии. Пер. с лат. и примеч. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989. Более точным названием были бы «Математические принципы», а не «Начала»; далее в основном тексте – «Принципы». – Примеч. прев. , содержащие знаменитые законы движения, – труд, за который его почитают и поныне. Эйнштейн тоже не смог бы свести воедино теорию относительности, если б не докопался до старых математических теорий, описывающих природу искривленного пространства, а помогал ему друг-математик Марсель Гроссман. Ни один из великих мыслителей не добился бы таких грандиозных успехов, сиди он в вакууме, – все полагались на других людей и на уже накопленное человеческое знание, их вскормили и придали им форму культуры, в которые они были погружены. Да и не только наука и техника развиваются на основе былых трудов – то же и в искусстве. Т. С. Элиот говорил даже так: «Незрелые поэты подражают… зрелые – воруют, а хорошие преобразуют в нечто лучшее или хотя бы во что-то другое» [57] T. S. Eliot, The Sacred Wood and Major Early Essays (New York: Dover Publications, 1997), стр. 72. Первое издание – 1920 г. .