Терри Пратчетт - Наука плоского мира IV: Судный день

Сложив все эти Фурье-компоненты, звук кларнета можно синтезировать в цифровой форме [61] Если главную частоту обозначить ω, то комбинация sin(ωt) + 0.75 sin(3ωt) + 0.5 sin(5ωt) + 0.14 sin(7ωt) + 0.5 sin(9ωt) + 0.12 sin(11ωt) + 0.17 sin(13ωt), учитывающая гармоники вплоть до 13-й, для человеческого уха будет звучать вполне убедительно. . Но можно ли сказать, что компоненты существуют как физические объекты? Спорить на этот счет бесполезно, даже несмотря на то, что мы умеем разделять звук на такие «объекты» и собирать их обратно. С одной стороны, их можно обнаружить, применив к звучанию кларнета подходящие математические методы. В то же время кларнет никоим образом не издает звуки в виде чистых синусоид во всяком случае ему не обойтись без кошмарной возни с подавлением нежелательных компонент, так как иначе это будет не совсем кларнет. С математической точки зрения колебания кларнета лучше всего описываются нелинейным уравнением, которое порождает только сложный колебательный сигнал, а не отдельные Фурье-компоненты. В этом смысле кларнет не генерирует отдельные компоненты, которые затем складываются друг с другом. Он издает звук в виде единого, неделимого пакета.

С помощью этих математических абстракций можно многое узнать о звуках кларнета, но это лишь доказывает, что конкретный математический метод по-своему полезен, и вовсе не означает, что абстракции существуют в действительности. Похожий метод, применяемый для сжатия цифровых изображений, использует вместо звуковых волн полутоновые шаблоны однако в реальном мире изображение не формируется за счет сложения этих компонент.

Может быть, физики просто подбирают разные математические структуры в том смысле, что создают их, исходя из своих методов анализа данных а затем интерпретируют их как фундаментальные частицы? Существуют ли эти фантастические частицы высоких энергий на самом деле или же они являются артефактами сложных возбужденных состояний чего-то другого? И даже если существуют, повлечет ли это какие-то существенные изменения в научном или философском плане? Сегодня мы на свой страх и риск вторгаемся на территорию вопросов о природе реальности, и самый важный из них заключается в том, существует ли нечто подобное в принципе. Мы не уверены на счет ответов, поэтому ограничимся одной лишь постановкой вопросов. И все же нам кажется, что некоторые различные интерпретации одной и той же физической теории могут быть в равной степени справедливы [62] В научно-фантастическом романе М. Джона Харрисона «Свет» (John Harrison. «Light», 2002 прим. пер.) инопланетная раса, обитающая вблизи галактического ядра, изобрела шесть различных космических двигателей, причем все они были основаны на разных физических теориях фундаментальных частиц, часть из которых считались ложными. Все шесть двигателей работали исправно. Аэродинамические теории, которыми мы пользуемся в Круглом Мире, являются приближенными моделями, не учитывающими структуры атомного масштаба, и тем не менее самолеты летают безо всяких нареканий. «Ложь для детей» зачастую срабатывает. , а выбор наилучшей альтернативы зависит от того, что вы собираетесь с ней делать.

С точки зрения фактов хиггс представляет собой небольшой бугорок на графике, который в остальном является совершенно гладкой кривой. Учитывая образ мышления и традиции, характерные для физики частиц, мы интерпретируем этот бугорок именно как частицу. Но нам интересно, каким образом этот бугорок становится центром внимания, в то время как гораздо большие объемы данных, описывающих гладкую кривую, отходят на второй план.

Те же характерные особенности можно увидеть и в более знакомом примере. Наше представление о Солнечной системе со всеми ее планетами, астероидами и кометами, ведущими себя должным образом, было бы подорвано, если бы мы заметили несущийся по небу космический корабль, но приняли его за обычное небесное тело. Он бы стал злоумышленником, нарушающим закон всемирного тяготения. Ведь закон определяет естественный порядок вещей, а значит, космический корабль это аномалия.

Задумайтесь о всей суматохе, поднявшейся вокруг аномалии Пионеров необъяснимом торможении, обнаруженном во время наблюдения за космическими станциями Пионер-10 и Пионер-11. Эти аппараты стали первыми автоматическими межпланетными станциями, достигшими внешних планет Солнечной системы от Юпитера до Нептуна. Их скорость постоянно уменьшалась под действием притяжения Солнца, но, несмотря на это, аппараты двигались достаточно быстро, чтобы со временем выйти за пределы Солнечной системы. Однако, когда они находились примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Уран, наблюдения показали, что скорость Пионеров снижается немного быстрее, чем можно было бы предположить, исходя из одной только гравитации примерно на одну миллиардную долю метра в секунду за секунду. В отчете, опубликованном после долгих размышлений в 2011 году, было сказано, что причиной торможения могли стать особенности теплового излучения станций, под действием которого возникло незначительное давление.

В данном случае основной физический закон, то есть гравитация, задает общую картину фон, поверх которого разворачивается повествование о космической станции. Pan narrans не может отделаться от мысли, что космическая станция это самое интересное, потому что она не вписывается в сюжет истории она как будто бы нарушает закон.

Наш разум, по-видимому, эволюционировал таким образом, чтобы уделять исключениям особое внимание. Преуспевающий автор научно-фантастических и научно-популярных книг Айзек Азимов писал: «Самые захватывающие слова, которые можно услышать в науке, те самые слова, которые возвещают о новых открытиях, это вовсе не «Эврика», а «Забавно»». Планеты и кометы, подчиняющиеся законам природы, это банальность, которая не в силах привлечь наше внимание. Точно так же и законопослушные массы людей по большому счету вызывают у нас скуку именно поэтому наши истории повествуют о злодеях и ведьмах. Персонажи Плоского Мира, которые обращают на себя наше внимание это ведьма Матушка Ветровоск и уборщик, а по совместительству монах истории, Лю-Цзы. Закон становится полезным, благодаря исключениям.

Действительно ли законы наподобие гравитации можно считать особыми, уникальными утверждениями, которые в определенном смысле отражает универсальные истины. Придет ли в голову инопланетянам теория вроде всемирного тяготения, или же в падении яблок есть некая исключительно человеческая черта, которая наводит наш разум на мысль о лунных орбитах и солнечных система? Что если солнечные системы можно описать совершенно иным способом?

Когда Томсон начал развлекаться с катодно-лучевыми трубками, он точно так же не имел ни малейшего понятия, что занимается разделением электронных пучков, раскалывая атомы на части. Если бы мы начали не с электрона, а с какой-нибудь другой частицы, и попытались обнаружить зоопарк всех остальных частиц, отличался бы он от того зоопарка, который мы имеем сейчас? Или мы бы придумали совершенно иной зоопарк, который, тем не менее, описывает «реальный мир» так же точно, как и имеющийся в нашем распоряжении?