Объединительная роль хаоса

Между фундаментальными законами физики и всеми другими науками существовал разрыв. Мы глубоко убеждены в том, что предложенный подход дает более согласованный и однообразный описание природы, превратит взаимосвязи между науками. Теперь можно избежать взгляда, который для сохранения основных уравнений сводит время иллюзии и сводит человеческий опыт к некоторой субъективной реальности, лежащей вне природы.

Хаос позволяет по-новому сформулировать то, что нам следует узнать. Устойчивые механические, а также конечные квантовые системы исторически послужили фундаментом для создания больших теоретических схем физики. Эти теории отмечали, что сейчас стало очень частными случаями, и экстраполировали свои выводы далеко за пределы применимости каждого такого случая.

Мы сталкиваемся с двумя совершенно разными проявлениями хаоса - динамическим (на микроуровне) и диссипативным (на макроуровне). Первый находится на самом низком уровне описания природы, он включает в себя нарушение симметрии во времени и имеет выход в макроскопические явления, направляемых вторым принципом термодинамики. Среди них - процессы приближения систем к равновесию, в которых проявляет себя диссипативный хаос. Мы знаем, что вдали от положения равновесия возможны разные аттракторы. Одни из них соответствуют периодическим режимам, другие - хаотичным. Все эти диссипативные эффекты представляют собой макроскопические реализации хаотической динамики, описываемой нелинейными уравнениями. Только через исследование нелинейных систем мы можем постичь внутреннее единство в неисчерпаемой разнообразия природных процессов - от беспорядочных, например излучения нагретого тела, до высокоорганизованных, идущих в живых существах.

"Хаос" и "материя" - понятия тесно взаимосвязаны, поскольку динамический хаос лежит в основе всех наук, занимающихся изучением той или иной активности вещества, начиная с физической химии. Кроме того, хаос и материя вступают во взаимодействие еще и на космологическом уровне, так как сам процесс нахождения материей физического бытия, согласно современным представлениям, связан с хаосом и неустойчивостью. Эйнштейновская космология стала венцом достижений классического подхода, но в "стандартной модели" материя уже изначально есть, она лишь эволюционирует в соответствии с фазами расширения Вселенной. Однако неустойчивость возникает, как только мы учитываем эффект рождения материи и пространства-времени в состоянии сингулярности Большого взрыва. Предложенная модель не утверждает, что космологическая стрела времени рождается "из ничего" - она проистекает из неустойчивости квантового вакуума. Ведь направление времени, разница между прошлым и будущим никогда не были столь существенными, как при планковских значениях физических величин, то есть в тот момент, когда рождался наша Вселенная.

Можно пойти дальше? Если хаос - объединительный элемент в необъятной области от классической механики к квантовой физики и космологии, то не может ли он послужить для построения Теории Всего Сущего (сокращенно - ТВС)? Здесь выскажем некоторые оговорки. Прежде всего подчеркнем, что неустойчивость связана с вполне определенной формой динамики. Классический хаос качественно отличается от квантового хаоса, и мы пока очень далеки от единой теории, которая охватила бы и квантовую механику, и общую теорию относительности. Кроме того, "классическая" ТВС, как писал Хокинг, претендует на то, чтобы постичь замыслы Бога, то есть достичь фундаментального уровня описания, исходя из которого все явления (по крайней мере в принципе) можно было бы вывести детерминистскую способом. Мы же говорим о совсем другую форму унификации - о такой ТВС, что включила бы в себя хаос на самом глубоком уровне физики и не приводила бы к редукционистского, вневременного описания. Более высокие уровни допускались бы фундаментальным уровнем, но не следовали бы из него. Объединительный элемент, вводимый хаосом, соответствует концепции открытого мира, эволюционирует, в котором, по словам Поля Вал эре, "время есть конструкция".

Как это часто бывает, новые перспективы приводят к переоценке прошлого. Карл Рубино отметил, что Аристотель отверг вечный и неизменный мир, описываемый Платоном. В своей "Этике" Аристотель доказывал, что акты нашего выбора не определяются нашим характером - наоборот, последовательные выборы делают нас теми, кто мы есть. Поэтому этика - не сфера дедуктивного знания, а практическая мудрость, искусство делать надлежащий выбор в условиях неопределенного будущего. Мы должны воздержаться от платоновской соблазна отождествлять этику с поиском незыблемых истин. Как учил Аристотель, "при изучении любого предмета не следует стремиться к большей точности, чем допускает природа предмета". На протяжении веков такая максима рассматривалась как отрицательное суждение, как призыв к отказу от чего-то.

Теперь же мы можем увидеть здесь и позитивный смысл. Возьмем, к примеру, описанную трансформацию концепции хаоса. Пока мы требовали, чтобы все динамические системы подчинялись тем же законам, хаос был препятствием на пути познания. В замкнутом мире классической рациональности раскрытие законов природы могло привести к интеллектуальному снобизма и высокомерия. В открытом мире, который мы сейчас начинаем постигать, теоретическое знание и практическая мудрость дополняют друг друга.

В конце жизни Эйнштейну преподнесли сборник статей о нем, среди которых был очерк выдающегося австрийского математика Курта Геделя. Этот ученый всерьез воспринял слова Эйнштейна о том, что необратимость времени - всего лишь иллюзия, и создал космологическую модель, в которой человек мог отправиться назад в свое прошлое; он даже подсчитал количество топлива, необходимое для такого путешествия. Но у Эйнштейна идеи Гёделя не вызывали особого энтузиазма. В своем ответе Геделя он отметил, что не может поверить, что кому-нибудь удастся хотя бы "телеграфировать в свое прошлое", а также добавил, что невозможность этого должна заставить физиков обратить внимание на необратимость времени, так как время и реальность неразрывно ' связаны между собой. Какой бы сильной ни была соблазн вечностью, путешествие назад во времени означало бы отрицание реальности мира - для Эйнштейна оказались неприемлемыми радикальные выводы из его же собственных взглядов.

Аналогичную реакцию мы находим у известного писателя Хорхе Луиса Борхеса. В рассказе "Новое опровержение времени" он описывает теории, объявляют время иллюзией, и в заключение пишет: "И все-таки, и все-таки ... Отрицание хронологической последовательности, отрицание себя, отрицание астрономического Вселенной - все это акты отчаяния и тайного сожаления ... Время - та субстанция, из которой я состою. Время - это река, несет меня, но я сам река, это тигр, пожирающий меня, но я сам тигр, это огонь, поглощающий меня, но я сам огонь. Мир, к сожалению, реальный, я, к сожалению, Борхес ".

Отрицание времени было искушением и для Эйнштейна, ученого, и для Борхеса, поэта, - оно отвечало их глубокой экзистенциальной потребности. В письме Макса Борна (в 1924 г..) Эйнштейн написал, что если бы ему пришлось отказаться от строгой причинности, то он предпочел бы стать "сапожником или крупье в игорном доме, а не физиком". Наука, для того чтобы она имела в глазах Эйнштейна какую-то ценность, должна удовлетворять его потребности в спасении от трагедии человеческого существования. "И все-таки, и все-таки ..." Столкнувшись из доведенным до края следствием из его собственных идей, ученый отступил.

Французский философ Эмиль Мейерсон видел в попытках свести природу к какой тождества основную движущую силу западной науки, причем парадоксальную, так как, подчеркивал философ, "стремление к тождества уничтожает сам объект познания". Что останется от нашего отношения к миру, если он сведется к некоторой геометрической схемы? В этом - наиболее полное выражение парадокса времени, с которым столкнулся Эйнштейн. Гедель видел в способности двигаться назад во времени победу человеческого разума, полный его контроль над нашим существованием. Но эта способность наглядно выявила все безумие такой концепции природы и разума, при которой снимаются все ограничения, которые направляют создания и творчество, потому что без них не было бы той реальности, которая бросает вызов нашим надеждам и планам. Но и то, что совершенно случайное, тоже лишены реальности. Мы можем понять отказ Эйнштейна принять случай как универсальный ответ на наши вопросы. Мы должны отыскать узкий проход, затерявшийся где-то между двумя концепциями, каждая из которых приводит к отчуждению: между миром, управляемым законами, которые не оставляют места для новизны и созидания, и миром, который символизируется Богом, играющим в кости, - абсурдным, а каузальным, в котором ничего понимать.

Наши усилия могут служить иллюстрацией созидательной роли человека в науке, где, как ни странно, роль личностного элемента часто недооценивают. Каждый знает, что если бы Шекспир, Бетховен или Ван Гог умерли вскоре после своего рождения, то никто другой не смог бы повторить их свершений. Правильно аналогичное утверждение относительно ученых? Разве кто-нибудь еще не смог бы открыть классические законы движения, не будь Ньютона? Разве формулировка второго правила термодинамики неразрывно связано с личностью Клаузиуса? Конечно, в противопоставлении литературы, музыки, живописи науке есть свой резон: наука - дело коллективное, решение научной проблемы должно удовлетворять определенные точные критерии. Однако эти свойства науки отнюдь не уменьшают ее творческого характера. Осознание парадокса времени само по себе было выдающимся интеллектуальным достижением. Разве могла бы наука, ограниченная рамками утилитаризма, даже мечтать об отрицании стрелы времени, если все природные явления свидетельствуют об обратном? Свободный полет фантазии привел к построению величественного храма классической физики, увенчанного затем двумя достижениями XX в. - Квантовой механикой и общей теорией относительности. В этом и заключается загадочная красота физики.

Но научное творчество - не только смелый полет мысли. Так, решение парадокса времени не могло быть только результатом фантазии, чьего убеждения или обращения к здравому смыслу. Он был решен с помощью теоремы Пуанкаре, в ходе изучения динамической неустойчивости, как следствие отказа от представлений об отдельных траектории. Пригожин превратил этот недостаток в преимущество, хаос - в новое орудие исследования процессов, до сих пор оставались недосягаемыми для строгой науки. В этом - суть диалога с природой, в котором мы превращаем то, что, на первый взгляд, кажется препятствием, в новую точку зрения, которая меняет содержание отношений между тем, что познает, и тем, что познается.

Описание природы, возникающее буквально на наших глазах, лежит между двумя противоположными картинами - детерминистскую миром абстрактных схем и произвольным миром событий. В этом срединном описании физические законы приводят к новой форме узнаваемости, что выражается несводимой вероятностными представлениями. Будучи связанными с неустойчивостью (микро- или макроскопической), законы природы оперируют с возможностью событий, но не делают отдельные события выводными, заранее предсказуемыми. Такое разграничение между тем, что выводное и управляемое, и тем, что непредсказуемое и неконтролируемое, возможно, удовлетворило бы и Эйнштейна. Прокладывая узкую тропинку между безжизненными, застывшими законами и событиями, которые происходят, мы обнаруживаем, что значительная часть окружающего мира до сих пор "ускользала от расставленных наукой сетей" (выражение Уайтхеда). Теперь открылись новые горизонты и, конечно, возникли новые нерешенные вопросы, где наш разум опять подстерегают опасности.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >