Узкой тропой
И.Пригожин
Узкой тропой
Неоднократно высказывались предположения о том, что обратимость имеет космологическое происхождение, связанное с рождением нашей Вселенной. II космология, действительно, необходима для объяснения того, почему стрела времени универсальна, но необратимые процессы не прекратились с рождением нашей Вселенной: они все еще продолжаются и поныне на всех уровнях, включая геологическую и биологическую эволюцию. Хотя диссипативные структуры стали самым обычным явлением, которое исследователи могли по своему желанию воспроизводить в лаборатории и наблюдать в крупномасштабных процессах, происходящих в биосфере, необратимость могла быть окончательно попята только в терминах макроскопического описания, которое по традиции отождествлялось с классической и квантовой механикой. Для этого требуется новая формулировка законов природы, которая базируется не на определенности, а на потенциальной возможности. Принимая, что будущее не определено, мы тем самым подходим к концу определенности. Означает ли такое допущение поражение человеческого разума? Отнюдь нет! Мы убеждены в обратном.
Итальянский автор Итало Кальвино выпустил в свет замечательный сборник рассказов "Космикомикс", в котором действующие лица, жившие на очень ранней стадии развития нашей Вселенной, собираются вместе и предаются воспоминаниям о тех ужасных временах, когда Вселенная была столь мала, что их тела полностью ее заполняли [1]. Какой была бы история физики, если Ньютон оказался членом этого сообщества? Он смог бы наблюдать рождение и гибель частиц, взаимную аннигиляцию вещества и антивещества. С самого начала Вселенная представлялась бы ему как сильно неравновесная термодинамическая система с неустойчивостями и бифуркациями.
Ныне мы можем изолировать простые динамические системы подвергнуть проверке законы классической и квантовой механики. Тем не менее, они соответствуют идеализациям, применимым к устойчивым динамическим системам во Вселенной - гигантской термодинамической сильно неравновесной системе, в которой мы обнаруживаем флуктуации, неустойчивости и эволюционные паттерны на всех уровнях. С другой стороны, определенность долгое время ассоциировали с отрицанием времени и творческого начала. Эту загадку интересно рассмотреть в ее историческом контексте.
Как мы можем достичь определенности? Этот вопрос находился в центре трудов Рене Декарта. В своей будоражащей мысль книге Стивена Тоулмина "Космополис" автор пытается выяснить обстоятельства, которые побудили Рене Декарта заняться этим поиском [2]. Тоулмин описывает трагическую ситуацию, сложившуюся в XVII в. - времени политической нестабильности и войн между католиками и протестантами во имя религиозной догмы. И среди этой смуты Декарт приступает к изучению определенности другого типа, присущей всем людям, независимо от их религии. Поиск привел Декарта к его знаменитому cogito [я мыслю] - фундаменту его философии и к его убеждению; что только естествознание, основанное на математике, представляет собой единственный путь к постижению общей определенности. Взгляды Декарта, оказавшиеся необычайно успешными, оказали сильное влияние на лейбницевскую концепцию законов природы (Лейбниц мечтал о создании всеобщего языка, который бы исцелил разделы между религиями и положил бы конец религиозным войнам.) Начатый Декартом поиск определенности обрел конкретное воплощение в работах Ньютона, на протяжении трех столетий остававшихся непревзойденным образцом в физике.
Анализ Тоулмина обнаруживает замечательную аналогию между исторической обстановкой, в которой происходил предпринятый Декартом поиск определенности, и обстоятельствами, сопутствовавшими деятельности Эйнштейна. Для Эйнштейна наука была средством избежать суеты и скуки повседневного существования. Научную деятельность он сравнивал с тем "неудержимым желанием, которое влечет горожанина из его шумной захламленной квартиры к тишине горных вершин" [3].
Взгляд Эйнштейна на состояние, в котором пребывает человечество был глубоко пессимистическим. Эйнштейн жил в особенно трагический период человеческой истории, охвативший возникновение фашизма и антисемитизма и две мировые войны. Физику Эйнштейн рассматривал как величайший триумф человеческого разума над миром, в котором правит насилие, отделяя объективное знание от области неопределенного и субъективного.
Но является ли наука, какой ее понимал Эйнштейн - способ избежать тягот человеческого существования - все еще наукой нашего времени? Мы не можем оставить города и промышленные центры с их загрязненной средой обитания и бежать на горные вершины. Мы должны принимать активное участие в создании общества будущего. По словам Питера Скотта, "мир, наш мир, беспрестанно стремится расширить границы познаваемого и ценимого, чтобы выйти за пределы данности вещей и мысленно представить новый, лучший мир" [4].
Наука началась с прометеевского утверждения силы разума, а завершается отчуждением - отрицанием всего, что придает смысл жизни человека. Мы убеждены в том, что наш век можно рассматривать как век поиска нового типа единства нашего видения мира и что наука должна сыграть важную роль в достижении этого единства.
В конце жизни в честь Эйнштейна был издан сборник статей, среди которых была работа замечательного математика Курта Геделя. В своем ответе Геделю Эйнштейн отверг высказанную там идею возможной эквивалентности прошлого и будущего. Для Эйнштейна, сколь ни велико было искушение вечностью, принятие идеи о возможности путешествия вспять во времени было отрицанием реального мира. Эйнштейн не поддержал предложенную Геделем радикальную интерпретацию своих собственных взглядов [5].
По замечанию Карло Рубино, сюжет "Илиады" Гомера вращается вокруг проблемы времени, когда Ахилл пускается на поиски чего-то перманентного и незыблемого:
"Мудрость "Илиады" - горький урок, который Ахилл, ее герой, постигает слишком поздно, заключается в том, что такое совершенство может быть Достигнуто только ценой потери человеческой природы: чтобы подняться еще на одну ступень славы, он должен лишиться жизни. Для представителей человеческого рода, мужчин и женщин, для нас, незыблемость, полная безопасность, иммунитет от взлетов и падений жизни, способных свести ума, наступает лишь после того, как мы расстаемся с жизнью, умираем или становимся богами: боги, говорит нам Гораций, единственные живые существа, которые ведут жизнь, свободную от опасности, не ведая беспокойства и изменений" [6].
"Одиссея" Гомера представляется диалектическим аналогом "Илиады". Одиссей достаточно удачлив: ему был предоставлен выбор между бессмертием, если он навсегда останется влюбленным Калипсо, и возвращением к человеческой природе, последующей старостью и смертью. В конце концов Ахилл отдает предпочтение времени перед вечностью, человеческой судьбе перед судьбой бога.
Со времен Гомера время стало центральной темой в литературе. В очерке, принадлежащем перу выдающегося писателя современности Хорхе Луи Борхеса под названием "Новое опровержение времени", автор заключает: "И все же, и все же ... Отрицание временной последовательности, отрицание себя, отрицание астрономической Вселенной - все это акты отчаяния и тайного сожаления ... Время - это субстанция, из которой я состою. Время - это река, уносящая меня, но я сам река; это тигр, пожирающий меня, но я сам тигр; это огонь, поглощающий меня, но я сам огонь. Мир, к сожалению, реален; я, к сожалению, Борхес" [7]. Время и реальность связаны между собой нерасторжимо. Отрицание времени может быть либо сожалением, либо триумфом человеческого разума. Это всегда отрицание реальности.
Отрицание времени было искушением и для ученого - Эйнштейна и для поэта - Борхеса. Эйнштейн неоднократно повторял, что у Федора Михайловича Достоевского он научился гораздо большему, чем у любого физика. В письме к Максу Борну (1924) Эйнштейн писал, что если бы ему пришлось отказаться от строгой причинности, то он "предпочел бы стать сапожником или служащим в игорном доме, чем физиком" [8]. Чтобы вообще иметь хоть какую-то ценность, физику необходимо удовлетворить испытываемую им потребность избежать трагедии обыденной человеческой жизни. "И все же, и все же", когда Гедель продемонстрировал ему, к каким последствиям приводят в конце концов его поиски - к отрицанию той самой реальности, которую стремятся описать физики. Эйнштейн отступил.
Разумеется, мы можем понять Эйнштейна, отвергавшего случайность как единственный ответ на наши вопросы. Путь, которым мы пытались следовать до сих пор, в действительности представлял собой
узкую тропинку между двумя концепциями, каждая из которых ведет к отчуждению: мир, управляемый детерминистическими законами, не оставляющий места для новаций, и мир, управляемый Богом, играющим в кости, где все абсурдно, лишено причинности и непостижимо.
Мы пытались превратить наше повествование в путешествие по узкой тропинке и тем самым продемонстрировать роль человеческого творчества в науке. Как ни странно, но научное творчество часто недооценивают. Мы все сознаем, что если бы Шекспир. Бетховен или Ван Го г умерли вскоре после рождения, то никто другой не смог бы повторить их достижения. Верно ли аналогичное утверждение применительно к ученым? Разве не открыл бы кто-нибудь другой классические законы движения, если бы их не открыл Ньютон? Зависела ли формулировка второго начала термодинамики исключительно от Клаузиуса? В утверждении о том, что между творчеством художника и творчеством ученого, имеется различие, есть доля истины. Наука - предприятие коллективное. Чтобы быть воспринятым, решение научной проблемы должно удовлетворять существующим критериям и требованиям. Однако эти ограничения не исключают творчества. Они его провоцируют.
Саму формулировку парадокса времени следует считать ярчайшим проявлением человеческого творчества и воображения. Если бы наука ограничивалась эмпирическими фактами, то как бы она могла мечтать об отрицании стрелы времени? Установление симметричных во времени законов природы было достигнуто не только благодаря введению произвольных упрощений. Эмпирические наблюдения комбинировались с созданием теоретических структур. Вот почему решение парадокса времени не могло бы быть достигнуто путем простого обращения к здравому смыслу или подходящих модификаций законов динамики. Речь шла не просто об определении слабых мест в классическом здании. Чтобы добиться фундаментального прогресса, нам необходимы новые физические понятия, такие как детерминистический хаос и резонансы Пуанкаре, и новый математический аппарат, чтобы укрепить слабые места. В нашем диалоге с природой мы превращаем то, что на первый взгляд казалось препятствиями, в оригинальные концептуальные структуры, позволяющие по-новому взглянуть на взаимоотношение между познающим и познаваемым.
То, что возникает в настоящее время, представляет собой "промежуточное" описание, лежащее где-то между двумя непохожими друг на друга образами детерминистического мира и произвольного мира чистой случайности. Физические законы приводят к новой форме познаваемости, выражаемой несводимыми к траекториям статистическим представлениям. Связанные с неустойчивостью на микроскопическом или макроскопическом уровне, новые законы природы оперируют с возможностью событий, но не сводят эти события к выводимым предсказуемым следствиям. Такая делимитация между тем, что можно и что нельзя предсказать и контролировать, могла бы вполне удовлетворить стремление Эйнштейна к познаваемости.
Следуя по узкой тропинке, избегающей драматических альтернатив слепых законов и произвольных явлений, мы обнаруживаем, что значительная часть окружающего конкретного мира, как сказал некогда Альфред Норт Уайтхед "ускользает сквозь ячеи научной сети". Новые горизонты открываются в избранный момент истории науки, и хотелось бы надеяться, что мы сумели передать это наше убеждение читателям.
Литература:
[1] Calvino I. Cosmicomics. Transl. by W. Weaver. - N.Y.: Harcourt. Brace & World. 1969.
[2] Toulmin S. Cosrnopolig. - Chicago: Chicago University Press. 1990.
[3] Einstein A. Ideas and Opinions. - N. Y.: Crown, 1954. p. 225.
[4] Scott P. Knowledge. Culture and the Modern University. 75th Jubilee of the Rijksuniversiteit. - Groningen: Holland, 1984.
[5] Albert Einstein: Philosopher-Seientist. P. A. Schlipp. ed. Evanston, 111.: Library of Living Philosophers. 1949. [Частичный русский перевод в кн.: Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т. 4. - М.: Наука. 1967.]
[6] Carlo Rubino (не опубликовано).
[7] Borges J.L. A New Refutation of Time. In: Border J.L.
Labyrinth. - Hardmondsworth: Penguin Books. 1970, p. 269. Серия "Penguim Modern Classics".
[8] Einstein A., Born M. The Born-Einstein Letters. - N. Y.: Walker. 1971. p. 82. [Частичный русский перевод: Переписка А.Эйнштейна и М.Борна. - в кн.: Эйнштейновский сборник. М.: Наука, 1971, с. 7-54; Эйнштейновский сборник. - М.: Наука. 1972. с. 7-103.]
[9] Whitehead А. N. Process and Reality. D. Griffin and D. Sherborne, eds. Corrected edition. - N. Y.: Macmillan, 1978.