Велика картина
Шон Керролл

#PROScience
Шон Керролл – активний фiзик-теоретик – написав чудову книжку про сенс нашого Всесвiту i життя. Елегантно й чiтко описуючи найскладнiшi поняття сучасноi фiзики, вiн доступно розповiдае не лише про бозон Гiггза та додатковi вимiри, але й допомагае нам зрозумiти, хто ми е i де перебуваемо. Простiр i час безмiрнi, але розумiння цього не повинно знецiнювати людське життя – навпаки, йому треба надати нового сенсу. «Велика картина» – безпрецедентний науковий свiтогляд, прояв думки високого лету, що зберiгатиметься на полицях поряд з роботами Стiвена Гокiнга, Карла Сагтана, Данiеля Деннета протягом багатьох рокiв.

Шон Керролл

Велика картина

Copyright © 2016 by Sean Carroll

© С. Михаць, переклад з англ., 2018

© «Фабула», макет, 2019

© Видавництво «Ранок», 2019

ISBN 978-617-09-5396-4 (epub)

Усi права збережено.

Жодна частина цього видання не може бути вiдтворена в будь-якiй формi без письмового дозволу власникiв авторських прав.

?

Шановний читачу!

Спасибi, що придбали цю книгу.

Нагадуемо, що вона е об’ектом Закону Украiни «Про авторське i сумiжнi право», порушення якого караеться за статтею 176 Кримiнального кодексу Украiни «Порушення авторського права i сумiжних прав» штрафом вiд ста до чотирьохсот неоподатковуваних мiнiмумiв доходiв громадян або виправними роботами на строк до двох рокiв, з конфiскацiею та знищенням всiх примiрникiв творiв, матерiальних носiiв комп’ютерних програм, баз даних, виконань, фонограм, програм мовлення та обладнання i матерiалiв, призначених для iх виготовлення i вiдтворення. Повторне порушення караеться штрафом вiд тисячi до двох тисяч неоподатковуваних мiнiмумiв доходiв громадян або виправними роботами на строк до двох рокiв, або позбавленням волi на той самий строк, з конфiскацiею та знищенням всiх примiрникiв, матерiальних носiiв комп’ютерних програм, баз даних, виконань, фонограм, програм мовлення, аудiо -i вiдеокасет, дискет, iнших носiiв iнформацii, обладнання та матерiалiв, призначених для iх виготовлення i вiдтворення. Кримiнальне переслiдування також вiдбуваеться згiдно з вiдповiдними законами краiн, де зафiксовано незаконне вiдтворення (поширення) творiв.

Книга мiстить криптографiчний захист, що дозволяе визначити, хто е джерелом незаконного розповсюдження (вiдтворення) творiв.

Щиро сподiваемося, що Ви з повагою поставитеся до iнтелектуальноi працi iнших i ще раз Вам вдячнi!

Моiм учителям:

мiсiс Ебергардт, Едвiну Келлi, Едварду Гiнану,

Джеку Дудi, Коллiну Шiгану, Пiтеру Кнаппу,

Джорджу Фiлду, Сиднi Коулману, Нiку Ворнеру,

Еддi Фаргi, Алану Гату

та багатьом iншим

Дякую, що вимагали вiд мене бiльшого

Передмова

Лише один-однiсiнький раз у життi я зазирнув смертi у вiчi.

Моя зосередженiсть трохи притупилася. Уже стемнiло, та й рух на дорозi був напружений. Неуважний водiй на автострадi 405 у Лос-Анджелесi рiзко змiнив напрям, щоб уникнути з’iзду з дороги, а я i собi вильнув, щоб не зiткнутися з ним. Величезна фура на смузi лiворуч вiд мене була не так далеко, як менi здавалось. Самим краечком заднього бампера я зачепив перед вантажiвки. Цього вистачило. Я втратив контроль над автiвкою, що повiльно i статечно розвернулася проти годинниковоi стрiлки, отже, врiзалася в перед вантажiвки, яка не припиняла свого руху, з боку водiя. Хай як, але все вiдбувалося повiльно i статечно лише на мiй погляд. Я почувався мухою, ув’язненою в бурштинi: безпорадно спостерiгав, як моя автiвка рухалася з власноi волi, аж доки, ставши перпендикулярно дорожньому руху, не припала до гратки радiатора вантажiвки i свiтло фар не заслiпило менi очi.

Я був приголомшений, а втiм неушкоджений. Автiвку трохи зiм’яло, i ii треба було серйозно пiдрихтувати, та все ж таки я змiг доiхати додому, щойно полiцiянти заповнили всi необхiднi документи. Трохи менша вiдстань тут, трохи бiльша швидкiсть там, трохи бiльше панiки вiд водiя вантажiвки – i все могло скiнчитися зовсiм iнакше.

Багато з нас бувало на волосину вiд смертi задовго до самоi смертi. Ми протистоiмо скiнченностi наших життiв.

Як фiзик я вивчаю Всесвiт як одне цiле. І той Всесвiт великий. Чотирнадцять мiльярдiв рокiв по Великому вибуховi та частина космосу, яку ми можемо безпосередньо бачити, заповнювалася кiлькома сотнями мiльярдiв галактик, i в кожнiй з них приблизно сотня мiльярдiв зiр. На цьому тлi прибуття нас, людських iстот, на маловажливу планету на орбiтi непримiтноi зорi – доволi незначна подiя. Хай як могла скiнчитися та дорожня пригода, проте мое життя вимiрюеться десятками, а не мiльярдами рокiв.

Людина така дрiбна, ефемерна рiч, що порiвняно iз Всесвiтом вона менша, як атом супроти Землi. Тож чи мае хоч яку вагу iснування однiеi особи?

У певному сенсi очевидно, що мае. Я живу щасливим життям, маю родину й друзiв, що пiклуються про мене, i вони страшенно б засумували, якби мене раптом не стало. Та i я сам би засмутився, якби якимось чином наперед довiдався, що мое

життя добiгае кiнця. Однак iз погляду безмежного, здогадно байдужого космосу чи це все мае аж таке велике значення?

Менi хочеться думати, що наше життя таки мае значення, навiть якщо Всесвiт iснуватиме далi без нас. А втiм ми повиннi серйозно поставитися до цього питання i не лiнуватися збагнути, як наше бажання бути значущими вписуеться в природу реальностi на ii найглибших рiвнях.

Моя подруга, нейронауковець i бiолог, може змусити омолодитися окремi клiтини. Науковцi вже розробили методи, що дозволяють брати з тiла дорослоi людини тi стовбуровi клiтини, якi зiстарилися й набули певних зрiлих характеристик, та повертати процеси старiння у зворотний бiк, доки тi стовбуровi клiтини не стануть майже «новонародженими».

Вiд клiтин до повноцiнних органiзмiв лежить довгий шлях. Тож я спитав свою подругу напiвжартома, чи настане такий час, коли ми зможемо не тiльки омолоджувати людей, а й, можливо, зберiгати iм вiчну молодiсть.

– І ти, i я одного дня помремо, – розмiрковуе вона. – Але якщо хтось iз нас матиме онукiв, то я не дуже цього певна.

Отак мислить бiолог. А як фiзик я знаю, що уявлення, нiби живi створiння можуть iснувати мiльйони чи навiть мiльярди рокiв, не порушуе нiяких законiв природи. Тож я не маю заперечень щодо цього. Однак зрештою всi зорi колись та й витратять свое ядерне паливо, iхнi холоднi рештки проваляться в чорнi дiри, а тi чорнi дiри поступово будуть випарюватися, доки не перетворяться на рiдку кашу з елементарних частинок у темному й порожньому Всесвiтi. Насправдi ми нiколи не житимемо вiчно, хай яких звершень досягнуть бiологи.

Помирають усi. Життя не субстанцiя, як-от вода чи камiнь, – це процес, схожий на вогонь чи прибiй. Той процес починаеться, тривае якийсь час, отже, остаточно завершуеться. Довгi чи короткi, нашi життя такi скороминущi в порiвняннi обширiв вiчностi.

?

Ми маемо перед собою двi мети. Перша – викласти iсторiю нашого Всесвiту та пояснити, чому ми вважаемо правдивою цю iсторiю, цю загальну картину. Це фантастична концепцiя. Ми, люди, – лише грудки упорядкованоi грязюки, що завдяки дii безликих законiв природи розвинули здiбностi знаходити спiльну мову iз застрашливою складнiстю навколишнього свiту, обмiрковувати ii та дорожити нею. Щоб зрозумiти себе, ми повиннi збагнути, з чого саме ми створенi, а це значить, що нам треба глибоко зануритися в царину частинок, сил i квантових феноменiв, не кажучи вже про приголомшливу рiзноманiтнiсть спосiбiв, у якi тi крихiтнi елементи можуть групуватися, щоб утворювати органiзованi системи, здатнi вiдчувати й мислити.

Друга мета – запропонувати трохи екзистенцiйноi терапii. Насмiлюся стверджувати, що хоч ми й та частина Всесвiту, яка пiдкоряеться безликим засадничим законам природи, все ж таки ми маемо значення. Це питання не стосуеться науки – ми не можемо провести експерименти, щоб зiбрати данi й приблизно вимiряти ступiнь важливостi життя. Це насправдi фiлософська проблема, ще й така, яка вимагае, щоб ми позбулися наших попереднiх тисячолiтнiх уявлень про життя i його сенс. За старими припущеннями людське життя нiяк не може мати значення, якщо ми «лише» сукупностi атомiв, що перемiщаються в просторi вiдповiдно до законiв фiзики. Ми справдi сукупностi атомiв, але це не единий спосiб трактування нас як таких. Ми – сукупностi атомiв, що дiють незалежно вiд будь-яких нематерiальних чи духовних сил, i водночас ми люди з думками й почуттями, здатнi наповнити свое життя сенсом, проживаючи його у свiй спосiб.

Ми малi – Всесвiт великий. І до нього нема iнструкцii з експлуатацii. А втiм ми довiдалися неймовiрно багато про те, як усе влаштовано. Це особливий виклик – приймати свiт таким, яким вiн е, зустрiчати реальнiсть усмiшкою й перетворювати нашi життя на окрему цiннiсть.

?

У першiй частинi «Космос» ми розглянемо деякi важливi аспекти того великого Всесвiту, маленьку частину якого ми складаемо. Про свiт можна розповiдати багатьма способами, що приводить нас до концепцii, названоi поетичним натуралiзмом. «Натуралiзм» проголошуе, що iснуе лише один свiт, природний; ми дослiдимо деякi свiдчення на пiдтвердження цього, зокрема поговоримо про рух i розвиток Всесвiту. А прикметник «поетичний» нагадуватиме нам, що висловлюватися про свiт можна не лише в один спосiб. Ми звикли для пояснення явищ користуватися термiнами «причина» й «наслiдок», однак вони непридатнi для роз’яснення сутi природи на найглибших рiвнях. Це емерджентнi феномени, що ними ми описуемо наш повсякденний свiт. Рiзниця мiж повсякденним i глибоким описами пов’язана з плином часу, вiдмiнностями мiж минулим i майбутнiм, що iх можна зрештою простежити до того особливого стану, з якого почався наш Всесвiт у момент Великого вибуху.

У другiй частинi «Розумiння» ми обговоримо, як нам слiд пiдходити до розумiння свiту, щоби принаймнi наблизитися до iстини. Ми маемо змиритися з невизначенiстю й неповними знаннями та завжди бути готовими оновити нашi переконання з появою нових доказiв. Ми довiдаемося, що найлiпший пiдхiд до опису Всесвiту не все

сяжна розповiдь, а низка сполучених моделей, кожна з яких прийнятна на тому чи iншому рiвнi. Кожна така модель мае свою царину застосування й концепцii, що постають невiд’емними частинами кожноi моделi, можна по праву вважати «справжнiми». Наше завдання – зiбрати набiр слушних описiв, заснованих на певних засадничих iдеях, що стикуються разом та утворюють цiлiсний свiт переконань.

Потiм ми перейдемо до частини «Сутнiсть», де поговоримо про такий свiт, який вiн справдi е, – втiлення фундаментальних законiв природи. Обговоримо квантову теорiю поля – цю засадничу мову, якою написана сучасна фiзика. Оцiнимо трiумф Базовоi теорii – надзвичайно успiшноi моделi для опису частинок i сил, завдяки яким iснуемо всi ми, сонце, мiсяць, зорi, а також усе, що ви в життi бачили, мацали, чим смакували. Ми ще багато чого не знаемо про свiтобудову, але маемо надзвичайно вагомi пiдстави вважати, що Базова теорiя – правильний опис природи у вiдповiднiй царинi застосування. Ця галузь доволi широка, щоб одразу вилучити деякi провокативнi феномени: вiд телекiнезу й астрологii до життя в потойбiчному свiтi.

Попри звiданi закони фiзики, ще багато треба зробити, щоб пов’язати цi глибшi принципи з рiзноманiттям навколишнього свiту. У четвертiй частинi «Складнiсть» ми почнемо розумiти, як утворюються цi зв’язки. Поява складних структур – закономiрне явище, що не суперечить загальнiй тенденцii Всесвiту до збiльшення хаосу; це природний наслiдок цiеi тенденцii. За правильних обставин матерiя самоорганiзуеться у вигадливi структури, здатнi збирати iнформацiю з навколишнього середовища та використовувати ii. Кульмiнацiя цього процесу – саме? життя. Що бiльше ми дiзнаемося про першооснови життя, то бiльше усвiдомлюемо, в якiй гармонii вони перебувають iз фундаментальними фiзичними принципами, що правлять Усесвiтом як единим цiлим. Життя – процес, не субстанцiя, i його тимчасовiсть необхiдна. Ми не причина iснування Всесвiту, однак наша здатнiсть до самоусвiдомлення й рефлексii робить нас його особливою складовою.

Це приводить нас до однiеi з найзаплутанiших проблем, з якою стикаеться натуралiзм, – загадки свiдомостi. Ми розглянемо це питання в частинi «Мислення», де перейдемо вiд «натуралiзму» аж до «фiзикалiзму». Сучасна нейронаука зробила чималий поступ у розумiннi того, як насправдi вiдбуваеться мислення в нашому мозку, i до того ж майже нема сумнiвiв у тому, що наш особистий досвiд чiтко корелюеться з тими фiзичними процесами, якi в ньому вiдбуваються. Ми навiть починаемо розумiти, як iз часом розвивалася ця дивовижна здатнiсть i якi властивостi необхiднi для набуття свiдомостi. Найскладнiша проблема мае тут фiлософський характер: як це взагалi можливо, щоб нашi внутрiшнi переживання, ота неповторна змiстовнiсть нашого життя, що приходить iз досвiдом i зберiгаеться в нашiй свiдомостi, зводилися до простого руху матерii? Поетичний натуралiзм припускае, що нам слiд розглядати «внутрiшнi переживання» як складову способу висловлюватися про те, що вiдбуваеться в нашому мозку. Однак способи висловлюватися можуть бути дуже реалiстичнi, навiть коли справа стосуеться того, що ми як рацiональнi створiння спроможнi робити вiльний вибiр.

Нарештi, у частинi «Турбота» ми зiткнемося з найскладнiшою з усiх проблем: як вибудовувати сенс i цiнностi в космосi без трансцендентноi мети. Натуралiзмовi зазвичай ставлять за провину, що ця задача просто нерозв’язна: якщо за межами фiзичного свiту нема нiчого, що би нас скерувало, то нема й причини жити взагалi чи влаштовувати свое життя в той чи iнший спосiб. Деякi натуралiсти з цим погоджуються й живуть собi далi; iншi реагують зовсiм iнакше, запевняючи, що цiнностi можна визначити науково, як i вiк Усесвiту. Поетичний натуралiзм займае позицiю посерединi, погоджуючись, що цiнностi – це творiння людини, але заперечуючи, що цiнностi в такому разi iлюзорнi чи беззмiстовнi. Ми всi маемо своi турботи й бажання, набутi завдяки еволюцii, вихованню чи нашому оточенню. Наше завдання полягае в тому, щоб примиритися з власними турботами, бажаннями й одне з одним. Той сенс, який ми знаходимо в життi, не трансцендентний, але вiд того вiн не стае менш значущим.

Частина перша

Космос

1

Фундаментальна природа реальностi

У старих мультфiльмах «Дорожнiй бiгун» («Road Runner») персонаж Койот Вайлi дуже часто бiжить у повiтрi над прiрвою. Однак вiн, усупереч нашим сподiванням, не падае пiд дiею сили гравiтацii, принаймнi падае не одразу. Натомiсть вiн спантеличено зависае. Лише коли усвiдомлюе, що пiд ногами бiльше немае землi, каменем летить донизу.

Ми всi як той Койот Вайлi. Вiдколи люди почали замислюватися над рiзноманiтними речами, то стали розмiрковувати над своiм мiсцем у Всесвiтi, над причинами своеi появи тут. Висувалося багато можливих тлумачень, i прибiчники тiеi чи iншоi теорii часто одне з одним погоджувалися. Проте вже довший час пануе загальновизнана думка, що десь у тому всьому е певний сенс, який треба тiльки вiдкрити й усвiдомити. Для цього е рацiональнi пiдста

и – нiщо не стаеться без причини. Це переконання служить землею пiд ногами, тим пiдгрунтям, на якому ми вибудовуемо всi нашi життевi принципи.

Наша впевненiсть у такому свiтоглядi поволi починае вивiтрюватися. Тепер, коли ми лiпше розумiемо свiт, думка про те, що вiн мае якусь трансцендентну мету, видаеться все бiльш непереконливою. Стару картину свiту замiнила нова, дивовижна картина, вона захоплюе й надихае, але водночас кидае нам виклик i бентежить. У рамках цiеi картини свiт уперто вiдмовляеться давати нам прямi вiдповiдi на важливi питання про мету i сенс.

Проблема в тому, що ми ще анi до кiнця не усвiдомили, що цей перехiд вiдбувся, анi повнiстю не усвiдомили його далекосяжнi наслiдки. Цi питання добре вiдомi. За останнi два столiття Дарвiн перевернув шкереберть наше уявлення про життя; навiжений герой Нiцше оплакав смерть Бога, екзистенцiалiсти шукали правдивiсть в абсурдностi, та й сучасним атеiстам теж дозволили зайняти мiсце за столом у цьому товариствi. Та все ж багато хто вдае, нiби нiчого не змiнилося; дехто насолоджуеться новою будовою, добросердно вiрячи, що коригування картини свiту полягае лише в замiнi декiлькох старих напучувань новими.

Правда в тому, що земля пiшла у нас iз-пiд нiг, i ми лише набираемося духу, щоб глянути вниз. На щастя, зависання в повiтрi над прiрвою не завжди завершуеться смертельним падiнням. Із Койотом Вайлi нiчого б не сталося, якби вiн спорядився одним iз реактивних ранцiв фiрми АКМЕ[1 - АКМЕ – вигадана торгова марка, що з’являлася в мультфiльмах «Божевiльнi мелодii» («Looney Tunes»). – Тут i далi прим. пер.]. Тодi вiн мiг би полетiти куди захоче. Тож час i нам братися майструвати поняттевi «ранцi».

Яка ж фундаментальна природа реальностi? Фiлософи вiдносять це питання до сфери онтологii – учення про засадничу структуру свiту, про компоненти та iхнi взаемозв’язки, що в пiдсумку утворюють Усесвiт. Онтологii можна протиставити епiстемологiю – учення про те, як ми здобуваемо знання про свiт. Онтологiя – галузь фiлософii, що дослiджуе природу реальностi; ми також можемо говорити про «ту чи iншу» онтологiю, посилаючись на ii певну засадничу концепцiю сутностi природи.

Кiлькiсть пiдходiв до онтологii в сучасному свiтi просто приголомшуе. Головне питання полягае в тому, чи iснуе реальнiсть узагалi. Реалiст вiдповiсть: «Звiсно, так»; але е ще iдеалiсти, якi вважають, що насправдi iснуе лише Розум (з великоi букви), а так званий реальний свiт – лише послiдовнiсть думок усерединi цього Розуму. Серед реалiстiв ми маемо монiстiв, що вважають свiт однорiдною речовиною, i дуалiстiв, що вiрять у двi окремi субстанцii (матерiю i дух). Навiть люди, якi погоджуються, що е лише один тип речей, можуть сперечатися, чи речi можуть набувати фундаментально рiзних властивостей (наприклад, ментальних чи фiзичних). І навiть погляди тих, хто погоджуеться, що е лише один вид речей i що свiт суто фiзичне явище, можуть не збiгатися щодо того, якi аспекти цього свiту «реальнi», а якi «iлюзорнi». (Чи кольори справжнi? А свiдомiсть? А мораль?)

Вiрите в Бога чи нi – себто теiст ви чи атеiст – це складова вашоi онтологii, а втiм це далеко ще не все. Релiгiя – зовсiм iнша рiч. Вона асоцiюеться з певними вiруваннями, найчастiше з вiрою в Бога, хоча визначення Бога можуть суттево вiдрiзнятися в рiзноманiтних релiгiях. Релiгiя також може бути культурною силою, сукупнiстю iнститутiв, способом життя, iсторичним спадком, набором обрядiв i принципiв. Це щось набагато бiльше i набагато заплутанiше за перелiк доктрин. Як доповнення до релiгii маемо гуманiзм – набiр вiрувань i практик, не менш рiзноманiтних i гнучких за релiгiйнi.

Ширша онтологiя, що ii зазвичай асоцiюють з атеiзмом, – це натуралiзм, згiдно з яким е лише один свiт, природний, чиi шаблони виявляються у виглядi «законiв природи», що iх можна вiдкривати завдяки науковим методам та емпiричним дослiдженням. Нема окремого надприродного, духовного чи божественного свiту, як i нема вселенськоi теологii чи трансцендентноi мети, властивоi природi Всесвiту чи життю людини. «Життя» i «свiдомiсть» не означають сутностi, вiдокремленоi вiд матерii, – це способи висловлюватися про явища, що постають iз взаемодii надзвичайно складних систем. Мета й сенс життя виникають, iмовiрнiше, завдяки суто людським актам творiння, нiж походять iз чогось позалюдського. Натуралiзм – фiлософiя едностi закономiрностей, що описуе всю дiйснiсть як суцiльну мережу.

Натуралiзм мае довгий i славетний родовiд. Ми знаходимо його слiди в буддизмi, у вченнi античних атомiстiв, а також у конфуцiанствi. Через сотнi рокiв по смертi Конфуцiя китайський мислитель Ван Чун, переконаний натуралiст, послiдовно виступав проти поширених у його часи вiрувань у привидiв i духiв. Однак спростовувати докази на користь натуралiзму насправдi стало важко лише протягом останнiх кiлькох столiть.

?

Тi всi «-iсти» й «-iзми» можуть трохи спантеличити. На щастя, нам не потрiбно точно чи вичерпно перераховувати всi можливi варiанти. Проте нам слiд серйозно замислитися над онтол

гiею. Вона лежить в основi нашоi «проблеми Койота Вайлi».

За останнi приблизно п’ятсот рокiв iнтелектуальний прогрес людства повнiстю перевернув нашi фундаментальнi уявлення про свiт. Повсякденний досвiд пiдказуе, що навколо е безлiч найрiзноманiтнiших речей. Люди, павуки, скелi, океани, столи, вогонь, повiтря, сходи – здаеться, що цi сутностi кардинально вiдрiзняються одна вiд одноi, заслуговуючи на окремий рядок у нашому перелiку основних складникiв реальностi. Наша «народна онтологiя» плюралiстична, повна мiрiад окремих категорiй. І це навiть якщо не враховувати понять, якi видаються здебiльшого абстрактними, проте вони, мабуть, однаковою мiрою «реальнi»: вiд чисел до наших цiлей, вiд мрiй до принципiв визначення того, що «правильно», а що «неправильно».

Вiдповiдно до збiльшення наших знань ми так-сяк наближаемося до простiшоi, унiверсальнiшоi онтологii. Цей iмпульс виходить iз сивоi давнини. У VI столiттi до н. е. грецький фiлософ Талес (Фалес) Мiлетський припустив, що вода – першооснова всього; на протилежному ж кiнцi свiту iндiйськi фiлософи вважали, що брахман (Всесвiтня душа) – едина абсолютна реальнiсть. Розвиток науки пришвидшив i систематизував останню тенденцiю.

Галiлей виявив, що навколо Юпiтера е супутники, i припустив, що Юпiтер – тiло, якому властива гравiтацiя, як i Землi. Ісаак Ньютон продемонстрував, що сила тяжiння унiверсальна: пiд ii дiею i рухаються планети, i падають яблука з дерева. Джон Далтон показав, як можна представляти рiзнi хiмiчнi сполуки у виглядi комбiнацiй найпростiших структурних елементiв, названих атомами. Чарлз Дарвiн установив, що всi живi форми походять вiд спiльних предкiв. Джеймс Клерк Максвелл та iншi фiзики об’еднали такi докорiнно вiдмiннi феномени, як блискавка, випромiнювання й магнiти, назвавши це «електромагнетизмом». Ретельний аналiз зоряного свiтла виявив, що зорi складаються з тих же атомiв, що е на Землi, а згодом Сесiлiя Пейн-Гапошкiна довела, що зорi – це переважно кисень i гелiй. Альберт Айнштайн об’еднав час i простiр, а разом iз тим матерiю й енергiю. Фiзика елементарних частинок учить нас, що кожен атом перiодичноi таблицi елементiв складаеться з трьох елементарних частинок: протонiв, нейтронiв i електронiв. Усi предмети, до яких ви коли-небудь торкались чи просто бачили iх, створенi лише з тих трьох частинок.

Тепер ми уявляемо собi реальнiсть iнакше, нiж тисячолiття тому. На фундаментальному рiвнi нема вiдмiнностей мiж «живим» i «неживим», «земним» i «небесним», «матерiею» i «духом». Є лише вихiдна речовина, що в реальностi постае перед нами в найрiзноманiтнiших формах.

Як далеко зможе зайти процес об’еднування та спрощення? Цього не скажеш напевне. Однак можна зробити обгрунтоване припущення, виходячи вже з того, чого ми досягли: вiн нiколи не спиниться. Ми зрештою усвiдомимо свiт як едину цiлiсну реальнiсть, не зумовлену, не пiдтримувану чи пiдвладну чому-небудь iззовнi. Це дуже важливо.

?

Натуралiзм виголошуе неймовiрно гучну заяву, але ми можемо з повним правом пiддавати ii сумнiву. Коли ми дивимося у вiчi iншiй людинi, нам не здаеться, нiби ми бачимо просту сукупнiсть атомiв чи спостерiгаемо страшенно складну хiмiчну реакцiю. Часто ми вiдчуваемо такий зв’язок iз Всесвiтом, який виходить за межi суто фiзичного; це i трепет вiд милування морем або небом, i схоже на транс марення пiд час медитацii або молитви, i вiдчуття любовi до когось близького й дорогого нам. Рiзниця мiж живими iстотами й неживими предметами видаеться значно глибшою, нiж просто вiдмiннiсть у способi впорядкування молекул. Досить глянути навколо, щоб думка про те, нiби все видиме й вiдчутне можна якось пояснити безликими законами, що керують рухом матерii та енергii, видалася нам безглуздою.

Зважаючи на наш повсякденний досвiд, не так уже й легко погодитися з думкою, що життя може просто походити з нежиття або що наша свiдомiсть не бiльш нiж наслiдок взаемодii атомiв, якi пiдкоряються законам фiзики. Таке ж важливе значення мають i звертання до трансцендентного призначення вищих сил, що, здаеться, дають вiдповiдi на найцiкавiшi питання, що так люблять ставити люди: «Звiдки взявся Всесвiт?», «Навiщо я тут?», «Навiщо це все взагалi?». Натуралiзм, навпаки, каже просто: «Не на такi питання треба вiдповiдати». Не кожен прийме такий свiтогляд беззаперечно, не ставлячи своiх запитань.

Натуралiзм – це спосiб сприйняття свiту не очевидний або природний для нас. Докази на його користь збиралися роками, вони е результатом наших невтомних пошукiв якнайлiпше зрозумiти глибинну природу речей. Однак залишаеться ще багато незвiданого. Ми не знаемо, як виник Усесвiт i чи вiн сам один. Ще остаточно не знаемо всiх без винятку законiв фiзики. Не знаемо, як почалося життя i як виникла свiдомiсть. І зрештою ми ще не дiйшли згоди, як нам слiд жити в цьому свiтi, щоб вважатися гiдними людськими iстотами.

Натуралiстовi доводиться стверджувати, що хай навiть поки що й нема вiдповiдей на цi питання, та зрештою iх можна буде знайти в рамках саме його свiтогляду. Тож у цi

книжцi ми й вiзьмемося iх шукати.

?

Тi нагальнi питання про життя, безпосередньо пов’язанi з нашими глибинними уявленнями про Всесвiт, якi ми ставимо перед собою. Багато людей переймають тi уявлення доволi буденно зi свого культурного середовища, а не внаслiдок власних серйозних роздумiв. Кожне нове поколiння не вигадуе правила життя з нуля – ми успадковуемо iдеi та цiнностi, сформованi протягом тривалого перiоду часу. Тепер домiнуе свiтогляд, за яким людське життя значуще й важливе за космiчними мiрками i воно щось бiльше за простий рух матерii. Нам слiд лiпше старатися, щоб погодити нашi мiркування про сенс життя iз сучасним науковим баченням Усесвiту.

Серед тих людей, хто визнае наукове пiдгрунтя реальностi, iснуе переконання – зазвичай безумовне, – що тi всi фiлософськi поняття свободи, моралi та призначення мае бути доволi легко конкретизувати остаточно. Ми ж сукупностi атомiв, нам просто слiд добре ставитися одне до одного. Що тут такого складного?

А насправдi це може бути складно. Приязно ставитися одне до одного – для початку непогано, але на цьому далеко не заiдеш. А що, коли у двох людей несумiснi тлумачення приязностi? «Дайте миру шанс» (Give peace a chance)[2 - «Дайте миру шанс» (англ. Give peace a chance) – антивоенна пiсня Джона Леннона, що вийшла синглом у липнi 1969 року.] видаеться чудовою iдеею, проте в реальному свiтi е рiзнi дiячi з рiзними iнтересами, а тому конфлiкти неминучi. Вiдсутнiсть надприродноi сили, що веде людство, ще не означае, нiби ми не можемо осмислено розмiрковувати над категорiями добра i зла, але це також не означае, що ми з легкiстю можемо iх вiдрiзняти.

Сенс життя не можна звести до спрощених гасел. Через деякий час я помру; якась пам’ять про мое перебування на Землi, може, й збережеться, однак я вже цим не насолоджуся. Зважаючи на це, яким життям тодi варто жити? Як урiвноважувати сiм’ю та кар’еру, добробут i втiхи, дii та роздуми? Всесвiт величезний, а я лише його крихiтний елемент, що створений з тих же частинок i пiдкоряеться тим же силам, як i решта, – це само по собi абсолютно нiчим не допомагае вiдповiсти на поставленi вище питання. Тож доведеться нам набиратися розуму й вiдваги, якщо ми хочемо в тому розiбратися.

2

Поетичний натуралiзм

У серiалi «Зоряний шлях»[3 - «Зоряний шлях» (англ. Star Trek) – науково-фантастична франшиза у стилi космiчноi опери, заснована 1966 року Джином Родденберрi. Ставши культурним феноменом, справила значний вплив на реальнiсть та сформувала субкультуру так званих трекерiв.] так до пуття i не пояснили принцип роботи транспортера. Чи вас розбирають атом за атомом, перекидають кудись тi атоми, а потiм збирають заново? Чи пересилають лише креслення, iнформацiю про впорядкування ваших атомiв, а потiм вiдтворюють вас iз матерii того середовища, куди ви прибуваете? Часто команда зорельота говорить про це так, нiби атоми справдi мандрують Усесвiтом, бо як iнакше пояснити вислiв «Ворог iзсередини»[4 - «Ворог iзсередини» (англ. The Enemy Within) – п’ятий епiзод серiалу «Зоряний шлях», уперше був показаний у жовтнi 1966 року.]? У цьому епiзодi, якщо пам’ятаете, через несправнiсть транспортера на борт корабля «Ентерпрайз» телепортуються двi копii капiтана Кiрка. Важко збагнути, як можна було створити тi двi копii iз сукупностi атомiв однiеi людини.

На щастя глядачiв, два Кiрки не були цiлком однаковi. Перший був звичайним (хорошим) Кiрком, а другий – поганим. Ба бiльше, iх стало легко вiдрiзняти, коли Дженiс Ренд подряпала злому капiтановi обличчя.

А що було б, якби вони виявилися iдентичними? Ми тодi стикнулися б iз загадкою про природу iдентичностi особистостi, популяризованою фiлософом Дереком Парфiтом. Уявiть собi, що транспортер мiг би розiбрати окремого iндивiда й вiдтворити безлiч його двiйникiв з iнших атомiв. Яка з тих копiй (якщо таке можливо) була б «справжня»? Якби можна було створити лише едину копiю, то бiльшiсть iз нас без проблем сприймала б ii за особистiсть. (Використання iнших атомiв тут не мае значення – у наших тiлах атоми постiйно замiняють одне одного.) А що, як ми складемо одного двiйника з нових атомiв, не чiпаючи «оригiналу», а той трагiчно загине через кiлька секунд пiсля створення двiйника? Чи можна буде вважати того двiйника тiею ж особистiстю, що й загиблий?

Це, безперечно, цiкавi фiлософськi розваги й задачi, проте вони не мають жодного вiдношення до реального свiту, принаймнi за теперiшнього рiвня технологiй. А може, таки мають? Є один старий мисленневий експеримент пiд назвою «корабель Тезея», що порушуе дещо схожi питання. Тезей, легендарний засновник Атен, мав приголомшливий корабель, на якому вiн провiв безлiч битв. На згадку про Тезея атеняни зберегли корабель у порту. Інодi якась дошка чи щогла розсихалася так, що не пiдлягала ремонту i ii треба було замiняти новою, щоб утримувати корабель у гiдному станi. Тут ми знову стикаемося з питанням iдентичностi: чи залишиться цей корабель тим самим кораблем, якщо ми замiнимо в ньому одну дошку? Якщо так, то що ви скажет

, коли ми замiнимо всi дошки одна по однiй? І що (як питав Томас Гоббс), коли ми з усiх старих дошок збудуемо новий корабель? Чи стане вiн раптом «кораблем Тезея»?

У вузькому розумiннi цi всi питання стосуються iдентичностi. Коли одна рiч «повнiстю iдентична» якiйсь iншiй речi? У ширшому планi – це питання онтологii, наших засадничих уявлень про те, що iснуе у свiтi. Якi види речей iснують взагалi?

Коли ми порушуемо питання iдентичностi «справжнього» капiтана Кiрка чи корабля Тезея, то виникае цiла купа несформульованих гiпотез. Ми припускаемо, що iснують речi пiд назвою «особи» та речi пiд назвою «кораблi» i що цi речi мають певну тривкiсть. Усе йде гладко, доки ми не зiштовхуемося iз загадкою на кшталт отих «копiювальних сценарiiв», якi дещо ускладнюють нам способи визначення тих речей.

Це все мае значення не тому, що ми на порозi створення справного транспортера, а тому, що нашi спроби осмислити загальну картину неминуче передбачають вихiд за межi наших звичних способiв висловлюватися про свiт. Ми маемо атоми, маемо живi клiтини, i ми маемо людських iстот. Чи поняття «ця конкретна людська iстота» важливе для формування нашого уявлення про свiт? Чи повиннi взагалi категорii «особа» та «корабель» бути частиною нашоi фундаментальноi онтологii? Як ми можемо судити про те, чи мае хоч якесь значення життя окремоi людини, коли до пуття не знаемо, що таке людина?

?

Столiттями накопичувалися знання й прогресувала наука, але поволi кiлькiсть онтологiчних версiй, притаманних певному часовому перiоду, зменшилася. Для античних людей було розумно вiрити, що у свiтi iснують геть усiлякi види речей, – у сучасному свiтi ми намагаемося робити акцент на якостi, а не кiлькостi.

Нинi ми б сказали, що корабель Тезея складаеться з атомiв, кожен з яких мiстить протони, нейтрони й електрони; точно з таких же елементарних частинок складаеться будь-який iнший корабель чи, як на те пiшло, ми з вами. Нема нiякоi первiсноi «корабливостi», одним iз втiлень якоi був корабель Тезея – е просто сукупностi атомiв, що поступово змiнюються iз плином часу.

Це не означае, що, вважаючи кораблi лише сукупностями атомiв, ми не можемо говорити про кораблi взагалi. Було б страшенно незручно, якби хтось питав нас про те чи iнше явище у свiтi, а ми могли у вiдповiдь лише перераховувати величезний перелiк атомiв i iхнiй спосiб упорядкування. Якби ви витрачали на згадування кожного атома одну секунду, то на розповiдь, наприклад, про корабель Тезея вам знадобилося б у трильйон разiв бiльше часу, нiж iснуе наш Усесвiт. Це не дуже практично.

Рiч у тiм, що в нашiй онтологii категорiя «корабель» похiдна, а не засаднича. Це зручний спосiб висловлюватися про певнi пiдмножини утворень iз фундаментального матерiалу Всесвiту. Ми вигадуемо концепт корабля, бо вiн нам зручний, а не тому, що вiн iснуе на найглибшому рiвнi реальностi. Чи буде це той самий корабель, якщо ми замiнимо всi його дошки? Не знаю. Нам вирiшувати. Саме? поняття «корабель» вигадане нами винятково для зручностi.

Усе гаразд. Найглибший рiвень реальностi надзвичайно важливий, проте всi способи, за допомогою яких ми говоримо про цей рiвень, теж важливi.

?

Тут ми спостерiгаемо рiзницю мiж насиченою (багатою на термiни) i скупою (бiдною на термiни) онтологiями. Насиченiй онтологii притаманна велика кiлькiсть рiзноманiтних фундаментальних категорiй, де пiд словом «фундаментальний» ми маемо на увазi «такий, що вiдiграе важливу роль у нашому найглибшому, найвичерпнiшому зображеннi реальностi».

У скупiй онтологii свiт описуеться небагатьма (а може, навiть однiею) фундаментальними категорiями. Але буде чимало способiв висловлюватися про свiт. Поняття «спосiб висловлюватися» – це не якась там декорацiя, а абсолютно принциповий аспект нашого сприйняття реальностi.

Одна з переваг насиченоi онтологii: за ii допомогою легко сказати, що «справжне», бо кожна категорiя описуе дещо справжне. У скупiй онтологii це не так очевидно. Чи нам слiд вважати реальним лише засадничий рiвень свiту, а всi рiзноманiтнi способи його диференцiацii та способи висловлюватися суто iлюзорними? Це найсуворiший пiдхiд до реальностi, що мае назву «елiмiнативiзм», бо його послiдовникам найбiльше подобаеться усувати ту чи iншу концепцiю з перелiку реального. На запитання «Який капiтан Кiрк справжнiй?» елiмiнативiст вiдповiсть: «Яка рiзниця? Люди – це iлюзii. Вони лише байки, що ми iх розповiдаемо про единий справдi реальний свiт».

Я спробую вiдстояти iнший погляд: наша фундаментальна онтологiя, найлiпший iз наших способiв висловлюватися про свiт на найглибшому рiвнi, надзвичайно скупа. Проте багато концепцiй, частин нефундаментальних способiв висловлюватися про свiт (корисних iдей опису макроскопiчноi реальностi вищого рiвня), заслуговують на право називатися «реальними».

Ключове слово тут «кориснi». Звичайно, е й безкориснi способи висловлюватися про свiт. У науковому свiтi такi безкориснi способи ми називаемо «неправильними» або «хибними». Спосiб висловлюватися мiстить не

лише перелiк концепцiй, але й систему правил iхнього застосування та взаемозв’язкiв. Кожна наукова теорiя – це спосiб висловлюватися про свiт, вiдповiдно до якого ми можемо сказати: «Є речi пiд назвою планети i щось пiд назвою Сонце; усi вони рухаються в тому, що називаеться космос, а рух планет навколо Сонця називають орбiтальним обертанням; тi орбiти описують у просторi конкретну фiгуру, що називаеться елiпсом». У цiлому саме так Йоганн Кеплер виклав теорiю руху планет, сформульовану ним на основi тверджень Коперника про гелiоцентричну будову Сонячноi системи, однак до того, як Ісаак Ньютон пояснив тi явища в контекстi дii сил гравiтацii. Нинi ми б сказали, що теорiя Кеплера корисна за певних умов, але поступаеться теорii Ньютона i так само не така корисна, як загальна теорiя вiдносностi Айнштайна.

?

Я обстоюю тут стратегiю, що можна назвати «поетичним натуралiзмом». Поетеса Мюрiел Рукайзер колись написала: «Всесвiт складаеться з розповiдей, а не з атомiв». Свiт – це те, що iснуе та вiдбуваеться, але, висловлюючись про нього рiзними способами – розповiдаючи його iсторiю, – ми неймовiрно глибоко пiзнаемо його.

Натуралiзм зводиться до трьох тверджень:

1. Існуе лише один свiт – природний.

2. Свiт розвиваеться вiдповiдно до непорушних закономiрностей – законiв природи.

3. Єдиний надiйний спосiб пiзнати свiт – спостерiгати його.

По сутi iдея натуралiзму полягае в тому, що единий справжнiй свiт той, який ми пiзнаемо методами наукового дослiдження. Поетичний аспект виходить на переднiй план тодi, коли ми починаемо висловлюватися про той свiт. Його теж можна звести до трьох тверджень:

1. Є багато способiв висловлюватися про свiт.

2. Усi правильнi способи висловлюватися не повиннi суперечити нi один одному, нi свiтовi.

3. Нашi поточнi цiлi обумовлюють найлiпший спосiб висловлюватися.

Поетичний натуралiст погодиться, що i капiтан Кiрк, i корабель Тезея лише способи висловлюватися про певнi множини атомiв, якi мiстяться в просторi й часi. Рiзниця в тому, що елiмiнативiст скаже: «Себто вони просто iлюзii», а поетичний натуралiст додасть: «Та вiд того вони не стають менш реальними».

Фiлософ Вiлфрiд Селларз запропонував термiн «очевидний образ» на позначення народноi онтологii, що заснована на повсякденному досвiдi, та «науковий образ» для опису нового, унiфiкованого свiтогляду, визначеного наукою. Очевидний i науковий образи застосовують рiзнi концепти i лексику, проте в пiдсумку вони мають пасувати один до одного як сумiснi способи висловлюватися про свiт. Поетичний натуралiзм визнае кориснiсть кожного з цих способiв за вiдповiдних умов застосування й помагае зрозумiти, як iх сумiстити.

У межах поетичного натуралiзму можна видiлити три пiдходи до опису свiту. Є найглибший, найфундаментальнiший опис, що його тiльки можна уявити – цiлий Всесвiт, де до дрiбниць розглянуто всi найменшi деталi. Сучасна наука ще не знае, який опис актуальний нинi, але ми припускаемо, що така фундаментальна реальнiсть принаймнi iснуе. Є також емерджентнi, або чиннi описи, справедливi в деякiй обмеженiй предметнiй галузi. На цьому рiвнi ми можемо говорити про кораблi й людей, про макроскопiчнi сукупностi атомiв, що групуються в окремi категорii в рамках високорiвневоi лексики. Нарештi, е цiнностi: концепцii «правильно i неправильно», «мета й обов’язок» чи «краса i потворнiсть». На вiдмiну вiд високорiвневих наукових описiв, цi категорii не вiдзначаються науковою метою узгодження даних. Ми маемо iншi цiлi: хочемо бути хорошими людьми, ладнати з iншими та знаходити сенс нашого життя. Пошук найкращого способу висловлюватися про свiт – важлива частина на шляху досягнення цих цiлей.

Поетичний натуралiзм – фiлософiя свободи й вiдповiдальностi. Природний свiт забезпечуе нас сировиною для творення життя, а ми мусимо докладати зусиль, щоб пiзнавати цю сировину та зважати на наслiдки. Перехiд вiд опису до припису, вiд розповiдi про те, що вiдбуваеться, до судження про те, що мае вiдбутися, – це творчий, докорiнно людський акт. Свiт – це просто свiт, що розвиваеться вiдповiдно до законiв природи, вiльний вiд будь-яких суб’ективних атрибутiв. Свiт iснуе, а ми прилучаемо до нього красу й доброчеснiсть.

?

Поетичний натуралiзм може видатися привабливою iдеею або суцiльною нiсенiтницею, проте вiн, безперечно, ставить перед нами чимало питань. Найочевиднiше з них: який же унiверсальний свiт лежить в основi всього? Ми жонглювали словами на кшталт «атоми» й «частинки», але ми знаемо з дискусiй про квантову механiку, що iстина трохи складнiша. Ми, звичайно, не заявляемо, що знаемо повну, остаточну теорiю всього. Тож скiльки ми насправдi знаемо? І з чого ми вирiшили, що наших знань досить для виправдання наших мрiй про натуралiзм?

Є стiльки ж, а то й бiльше, питань про зв’язок засадничого фiзичного свiту з нашою щоденною реальнiстю. Це питання типу «чому?»: чому Всесвiт саме такий, який е, саме з такими законами природи? Чому Всесвiт взагалi iснуе? Є теж питання типу «ви впевненi?»: ви впевненi, що з унiфiко

аноi фiзичноi реальностi, могло природним чином повстати таке життя, яке ми знаемо? Ви впевненi, що нам вистачить лише описати свiдомiсть, можливо, найнезбагненнiший аспект нашого проявленого свiту? А ще е питання типу «як?»: як ми визначаемо найлiпшi способи висловлюватися? Як нам усiм прийти до спiльного тлумачення суб’ективних категорiй «правильного» й «неправильного»? Як нам знайти сенс i мету в суто природному свiтi? Та понад усе – як нам довiдатися про це все?

Наше завдання – скласти таку багату картину з безлiччю нюансiв, яка б узгодила найрiзноманiтнiшi аспекти нашого досвiду. Щоб почати мислити в правильному напрямi, у наступних роздiлах ми розглянемо деякi iдеi, що допомогли людству стати на дорогу до натуралiзму.

3

Свiт рухаеться сам собою

1971 року телеглядачi, дивлячись пряму трансляцiю про мiсячну висадку «Аполлона-15», побачили у виконаннi астронавта Дейвiда Скотта невеличкий експеримент. Завершуючи прогулянку Мiсяцем, Скотт пiдняв перед собою молоток i перо, а потiм одночасно iх вiдпустив. Обидва предмети завдяки дii слабкого мiсячного тяжiння впали на грунт майже одночасно.

Такого б не сталося на Землi, хiба що ви тренуетеся працювати в скафандрi в однiй iз гiгантських вакуумних камер у НАСА. За звичних обставин опiр повiтря сповiльнюе падiння пiр’iни, хоч не впливае на молоток. Однак на поверхнi Мiсяця, у вакуумi, iхнi траекторii цiлком однаковi.

Скотт пiдтвердив важливу здогадку, висунуту Галiлео Галiлеем ще в кiнцi XVI столiття: пiд дiею сили тяжiння всi предмети повиннi падати однаково, i лише через тертя з повiтрям нам здаеться, що в повсякденному життi важчi предмети падають швидше за легшi. Це й добре. Як висловився спiвробiтник центру управлiння космiчними польотами Джо Аллен, результат цього експерименту був «передбачуваний на основi обгрунтованоi теорii, однак сам результат не менш пiдбадьорливий, зважаючи на те, скiльки глядачiв спостерiгали за ним, а також тому, що повернення на Землю безпосередньо залежало вiд правильностi теорii, яка перевiрялася цим експериментом».

За переказами, Галiлей сам провiв схожий експеримент, кидаючи кулi рiзноi ваги (зважаючи на опiр повiтря) з нахиленоi Пiзанськоi вежi. Сам Галiлей, здаеться, не казав про такий експеримент, та пiзнiше його учень Вiнченцо Вiвiанi написав про це в бiографii свого наставника.

Точно вiдомо, що Галiлей провiв iнший експеримент, простiший щодо приготування й проведення: вiн котив по похиленiй площинi кулi рiзноi маси. Йому вдалося показати, що кулi прискорювалися за однаковим принципом; прискорення ж залежало вiд нахилу площини, а не вiд маси куль. Потiм вiн припустив, що коли це справедливо для будь-якого нахилу площини, то хай навiть площина буде перпендикулярна пiдлозi, ми одержимо такий же ефект, наче ми б кидали предмети просто донизу, без будь-якоi площини. Отже, робив висновок вiн, без опору повiтря тiла будь-якоi маси в однаковий спосiб падатимуть донизу пiд дiею тяжiння.

Не таке важливе саме? вiдкриття, як прихований у ньому глибинний змiст: ми можемо дiзнатися про природний рух об’ектiв, уявляючи, що позбулися рiзноманiтних побiчних ефектiв, таких як тертя й опiр повiтря, а потiм, iмовiрно, вибудувати реалiстичнiшу модель руху, враховуючи цi ефекти.

Це не абиякий здогад. Мабуть, це найславетнiша iдея за всю iсторiю фiзики.

Фiзика, власне, найпростiша з наук. Нам так не здаеться, бо ми дуже багато знаемо про неi, а потрiбнi знання часто видаються езотеричними й технiчними. Однак фiзика благословенна дивовижною властивiстю: ми часто можемо висувати недоладнi припущення – поверхнi без тертя, iдеально сферичнi тiла, – нехтуючи всiма супутнiми ефектами, проте одержувати невиправдано добрi результати. Що стосуеться цiкавих проблем iнших наук – вiд геологii до психологii та теорii економiки, – коли б ви змоделювали один невеличкий аспект системи та припустили, що решти аспектiв не iснуе, то у вас вийшла б повна дурня. (Хоча багатьох це не зупиняе.)

Ця неймовiрна, парадигмозмiнна iдея – в iдеалiзованих ситуацiях, де можна знехтувати тертям i розсiюванням енергii, фiзика спрощуеться – допомогла сформулювати таку ж впливову й безперечно приголомшливу концепцiю: збереження iмпульсу. На перший погляд це не видаеться чимось надзвичайно важливим, але саме iмпульс став визначальним фактором змiни наших уявлень про свiт – вiд древнього космосу причин i наслiдкiв до сучасного космосу принципiв i законiв.

?

Протягом XVI–XVII столiть Галiлей та iншi науковцi здiйснили революцiю у вивченнi руху, а до цього найавторитетнiшим мислителем у цiй царинi вважали Арiстотеля. Уявлення Арiстотеля про фiзику були винятково теологiчнi: вiн вважав, що кожному об’екту притаманний свiй природний стан, що змiнюеться вiдповiдно до наближення об’екта до цiлi. Як вiдомо, Арiстотель припустив, що можна розрiзняти чотири типи «причин», хоча, найiмовiрнiше, вiн мав на увазi «типи тлумачень». Матерiальна причина – речовина, з якоi створений об’ект; формальна причина – сутнiсна ознака, що

озволяе вважати об’ект тим, чим вiн е; рушiйна причина – фактор, що зумовлюе iснування об’екта (це поняття найближче до нашого типового уявлення про «причину»), i кiнцева причина – мета iснування об’екта. Для розумiння того, чому речi змiнюються, рухаються й поводяться так, а не iнакше, слiд розглядати iх у контекстi тих причин.

За Арiстотелем, природа об’екта визначае його рух. Два з чотирьох класичних елементiв – земля й вода – прагнуть впасти донизу, а повiтря й вогонь – здiйнятися догори. Об’ект може перебувати у своему природному станi спокою або руху, допоки не зазнае «насильного перемiщення», пiсля чого знову не повернеться до свого природного стану, в якому вiн i прагне залишатися.

Уявiть собi чашку кави, що стоiть на столi. Вона перебувае у своему природному станi, у цьому разi – це спокiй. (Хiба що ми висмикнемо з-пiд неi стiл i вона природно впаде донизу, однак не робiмо цього.) Тепер уявiть, що ми виконуемо насильне перемiщення, штовхаючи чашку через стiл. Коли ми штовхаемо ii, вона рухаеться; коли припиняемо, вона повертаеться до свого природного стану спокою. Як каже Арiстотель, «усе, що перемiщаеться, мусить рухатися пiд впливом чогось».

Саме у такий очевидний спосiб поводяться чашки кави в реальному свiтi. Рiзниця мiж Галiлеем i Арiстотелем не в тому, що перший стверджував iстиннi речi, а другий – хибнi: суть у тому, що Галiлей зосереджувався на речах, якi виявилися корисною основою для точнiшого й повнiшого розумiння явищ поза межами вихiдних прикладiв, чого не скажеш про Арiстотеля.

У VI столiттi Іоанн Фiлопон, фiлософ i теолог, що проживав у Єгиптi, розпочав шлях вiд Арiстотеля до нашого сучасного розумiння поняття «рух». Вiн припустив, що слiд виокремлювати рухому силу, або «iмпульс», який надаеться тiлу первiсним поштовхом i пiдтримуе тiло в русi, поки iмпульс не вичерпуеться. Це був невеличкий крок уперед, проте саме вiн дозволив по-новому поглянути на природу перемiщення. Ми не говоримо про його причини, а натомiсть зосереджуемося на кiлькiсних показниках i властивостях самоi матерii.

Ще один вирiшальний внесок зробив перський мислитель Ібн Сiна (також вiдомий пiд латинiзованим iменем Авiценна) – один iз найбiльших свiточiв iсламськоi золотоi доби на початку 1000-х рокiв. Вiн розвинув iдею Фiлопона про iмпульс, назвавши його «намiр». Саме Авiценна припустив, що цей намiр вичерпуеться не сам собою, а лише завдяки опору повiтря чи iншим зовнiшнiм впливам. А в пустотi, зазначае вiн, нема жодного опору, тому кинуте тiло, якщо йому не перешкоджати, вiчно рухатиметься з постiйною швидкiстю.

Це надзвичайно близько пiдводить нас до сучасноi концепцii iнерцii, за якою тiла рухатимуться рiвномiрно, якщо не зазнаватимуть зовнiшнього впливу. У XIV столiттi французький церковник Жан Бурiдан, очевидно, надихнувшись працями Авiценни, вивiв формулу обчислення iмпульсу як добутку ваги тiла та його швидкостi. Однак у тi часи ще не розрiзняли поняття маси й ваги. Галiлео, так само зазнавши впливу Бурiдана, запропонував термiн «iнерцiя», стверджуючи, що коли на тiло не дiють iншi сили, то його кiлькiсть руху не змiнюеться. А втiм вiн чiтко не розрiзняв поняття iнерцii та швидкостi. Саме Рене Декарт визначив кiлькiсть руху як добуток маси та швидкостi, проте навiть вiн (бувши засновником аналiтичноi геометрii) не усвiдомив, що iмпульс мае вектор (напрям) i магнiтуду (величину). Це вiдкриття у XVII столiттi зробив голландський науковець Християн Гюйгенс. І лише згодом Ісаак Ньютон, блискуче переосмисливши попереднi концепцii, заново винайшов науку про рух, що ми ii досi вивчаемо в школах та унiверситетах.

?

Чому розмова про iмпульс така важлива? Ми не станемо тут вивчати ньютонiвську механiку, хай як це не корисно. Не розв’язуватимемо задачi з блоками чи похилими площинами. Власне, ми тут прагнемо помiркувати про фундаментальну природу реальностi.

Для Арiстотеля фiзика була способом опису сутностей i причин. Хай де вiдбуваеться якийсь рух, вiн повинен мати свое джерело – продуктивну причину, що призводить до цього руху. Арiстотель трактував поняття «рух» значно ширше, нiж ми звикли це робити тепер. Його трактування було ближче до сучасного поняття «трансформацiя». Воно могло означати, наприклад, змiну об’ектом кольору чи перетворення можливостей на дiйсностi. Однак тут дiють тi ж принципи; Арiстотель був переконаний, що цi трансформацii передбачають iснування причин для таких перетворень. У такiй iдеi немае нiчого абсурдного. Наш щоденний досвiд пiдказуе, що речi вiдбуваються не «просто так» – кожна дiя мае причину, яка ii запускае чи породжуе. Арiстотель, не володiючи нiякими сучасними знаннями, намагався помiстити в певну систематизовану структуру вiдомi йому факти про способи функцiонування свiту.

Тож Арiстотель спостерiгае за свiтом, наповненим незлiченними речами, що змiнюються, i робить висновок: причина е в кожному випадку. А рухаеться пiд впливом дii В, що так само рухаеться пiд дiею С i так далi. Розумно буде спитати: а яка ж е першопричина? До якого п

ршоджерела можна вiдстежити цей ланцюжок подiй i причин? Вiн одразу вiдкидае можливiсть того, що будь-якi подii самоспричиненi або що цей ланцюжок простягаеться в безкiнечнiсть. Вiн мае десь закiнчитися i закiнчитися на чомусь, що спричиняе рух, проте само не рухаеться, – на первинному нерухомому рушiевi.

Свою теорiю про рух Арiстотель значною мiрою виклав у працi «Фiзика», однак подробицi про первинний нерухомий рушiй з’явилися в пiзнiшому творi – «Метафiзика». Хоча Арiстотель номiнально був язичником, вiн ототожнюе цей першорушiй iз Богом – не просто абстрактним принципом, а безсмертним i милосердним створiнням. Це непоганий аргумент на користь iснування Бога, хоча його легко спростувати, якщо не визнавати базових передумов. Можливо, деякi рухи справдi самоспричиняються, а безкiнечна регресiя цiлком допустима. Однак цей «космологiчний аргумент» виявився надзвичайно вагомим: його пiдхопили й розвинули Тома Аквiнський та iншi.

Для наших цiлей найважливiше, що вся структура арiстотелiвського аргументу про першорушiй грунтуеться на iдеi необхiдностi iснування причини для кожного руху. Щойно нам стае вiдомо про збереження iмпульсу, як ця iдея втрачае свою силу. Можна сперечатися про деталi, не сумнiваюся, що Арiстотель змiг би в якийсь генiальний спосiб врахувати й такi об’екти, якi з постiйною швидкiстю рухаються поверхнею без тертя. Тут важливо, що нова фiзика Галiлея i його колег передбачала цiлком нову онтологiю, глибокi змiни в наших уявленнях про природу реальностi. «Причини» вже не грали центральноi ролi. Всесвiту не потрiбен поштовх – вiн здатен рухатися сам.

Важко переоцiнити важливiсть цiеi змiни. Звичайно, ми й понинi весь час говоримо про причини й наслiдки. Однак, якщо вiдкрити сучасний вiдповiдник арiстотелiвськоi «Фiзики» – наприклад, пiдручник iз квантовоi теорii поля, – то там ви не знайдете таких слiв. Ми досi, й не без пiдстав, вживаемо iх ледь не щодня, однак вони бiльше не частина нашоi фундаментальноi онтологii.

Спостережуване нами – лише прояв багаторiвневоi природи наших уявлень про реальнiсть. На ii найглибшому вiдомому нинi рiвнi застосовують такi основнi поняття, як «простiр-час», «квантовi поля», «рiвняння руху» та «взаемодii». І нiяких причин – нi матерiальних, нi формальних, рушiйних чи кiнцевих. Але е вищi рiвнi, де лексика змiнюеться. Справдi, там, де доречно, можна кiлькiсно вiдновити елементи арiстотелiвськоi фiзики, як i елементи ньютонiвськоi механiки, де центральне мiсце посiдають тертя i втрати енергii. (Зрештою, чашки кави таки зупиняються.) У такий спосiб можна зрозумiти, чому в повсякденному життi зручно посилатися на причини й наслiдки, навiть якщо цих понять немае у фундаментальних рiвняннях. Щоб облаштуватися в цьому свiтi, доводиться розповiдати багато рiзних корисних оповiдок про реальнiсть.

4

Що визначае те, що станеться далi?

Ісаак Ньютон, найвпливовiший науковець усiх часiв, був дуже релiгiйною людиною. Його погляди були цiлком еретичнi на думку англiканськоi церкви, в якiй його виховали; вiн заперечував Трiйцю й написав чимало праць про пророцтва i тлумачення Бiблii, де можна було натрапити на заголовки роздiлiв на кшталт «Про те, як одинадцятий рiг четвертого звiра Даниiла здатен мiняти час i закони». Вiн не мiг покладатися на iснування Бога – аргумент, заснований на арiстотелiвському першорушiевi. Його власнi працi, здавалося, описували Всесвiт, що перебувае в iдеальному русi пiд дiею притаманних йому ж сил. А втiм, як Ньютон указав у «Головнiй схолii» – нарисi, доданому до пiзнiших видань його основноi працi «Математичнi начала натуральноi фiлософii», – хтось мав це все улаштувати:

Таке витончене поеднання Сонця, планет i комет не могло статися iнакше, як за намiром i владою могутньоi та премудроi Істоти.

В iншому мiсцi книжки Ньютон, очевидно, мав на увазi, що збурення, зумовленi впливом планет одна на одну, поступово розхитують цю систему, та в критичний момент Бог втручаеться й усе налагоджуе.

П’ер-Симон Лаплас, французький фiзик, що народився на сто сiм рокiв пiзнiше за Ньютона, вважав iнакше. Науковцi сперечаються щодо справжнiх релiгiйних поглядiв ученого: здаеться, вони коливалися мiж деiзмом (Бог створив Усесвiт, та опiсля не втручався в його iснування) та абсолютним атеiзмом. Це той Лаплас, який, вiдповiдаючи на запитання iмператора Наполеона, чому Бог не згадуеться в його книжцi про небесну механiку, вiдповiв: «Я не потребував такоi гiпотези». Хай якi Лаплас мав вiрування, проте вiн, очевидно, рiшуче виступав проти iдеi Творця, що коли-небудь мiг би безпосередньо втручатися у функцiонування свiту.

Лаплас був одним iз перших мислителiв, що по-справжньому вивчив класичну (ньютонiвську) механiку до самих пiдвалин, – навiть лiпше за самого Ньютона. Хтось же мав це зробити. Наука прогресуе, ми дедалi бiльше довiдуемося про нашi найлiпшi теорii; нинi чимало фiзикiв розумiють теорiю вiдносностi лiпше за Айнштайна, а квантову механiку – лiпше, нiж Шредiнгер чи Гайзенберг. Лаплас брався дослiджува

и найрiзноманiтнiшi проблеми – вiд стабiльностi Сонячноi системи до основ теорii ймовiрностi, – мимохiть винаходячи потрiбну для цього нову математику. Вiн припустив, що ньютонiвську гравiтацiю слiд розумiти як теорiю поля, водночас постулюючи «поле гравiтацiйних потенцiалiв», яке пронизуе простiр, i, отже, розв’язував проблему про дистанцiйний вплив тiл одне на одне, що так спантеличувала Ньютона.

Мабуть, найбiльший внесок Лапласа в наше розумiння механiки був не технiчний чи математичний, а фiлософський. Вiн збагнув, що е проста вiдповiдь на питання «Що визначае те, що станеться далi?». І вiдповiдь така: «Поточний стан Усесвiту».

Дехто боiться, що такий результат потенцiйно загрожуе iснуванню свободи волi, нашiй здатностi вибирати, як чинити далi. Як ми побачимо потiм, це не питання фiзики, а, iмовiрнiше, питання опису: як найлiпше описати людину? Коли ми описуемо просту ньютонiвську систему, як-от рух планет Сонячноi системи, то тут не обiйтися без детермiнiзму. Коли описуемо неймовiрно складнiшi речi, наприклад людей, то нам бракуе iнформацii, щоб робити залiзнi передбачення. Нашi найлiпшi теорii про людей, викладенi певними термiнами, що не пов’язанi з фундаментальним рiвнем елементарних частинок i сил, залишають чимало мiсця для свободи вибору.

?

Згiдно з класичною фiзикою, на фундаментальному рiвнi свiт не теологiчний. Те, що станеться далi, не зумовлене впливом якихось майбутнiх цiлей чи кiнцевих причин, через якi все вiдбуваеться. Свiт в основi своiй також i не iсторичний; передбачення майбутнього – у принципi – вимагае лише точного знання теперiшнього моменту, а не вiдомостей про минуле. Справдi, цiлiснiсть усiеi iсторii минулого й майбутнього визначаеться винятково теперiшнiм. Усесвiт цiлковито зосереджений на поточному моментi; вiн розвиваеться вiд миттевостi до миттевостi, у шорах непорушних фiзичних законiв, незважаючи нi на славетнi досягнення, нi на обнадiйливi перспективи. Набагато пiзнiше бiолог Ернст Геккель назве такий пiдхiд «дистелеологiею», але термiн виявиться доволi невдалим i не приживеться.

Сучасною мовою ми б сказали, що Лаплас вважав Усесвiт чимось схожим на комп’ютер. Вводяться данi (поточний стан Всесвiту), Всесвiт iх обчислюе (закони фiзики) та видае результат (стан Всесвiту наступноi митi). До Лапласа схожi iдеi висловлювали Готфрiд Вiльгельм Ляйбнiц i Руджер Бошкович, а ще двома тисячами рокiв ранiше це робили прихильники адживiки – неортодоксальноi школи давньоiндiйського фiлософського вчення. Комп’ютерiв за часiв Лапласа ще не iснувало, проте вiн уявляв «безмiрний iнтелект», який знав положення i швидкiсть усiх частинок у Всесвiтi, розумiв усi сили, яким вони пiдкоряються, i володiв достатньою обчислювальною потужнiстю для застосування законiв ньютонiвськоi механiки. У такому разi, як писав Лаплас, «для такого iнтелекту не було б нiчого непевного i майбутне було б вiдкрите для нього так само, як i минуле». Назва «безмiрний iнтелект» одразу видалася сучасникам занадто нудною, й вони перейменували ii на «демон Лапласа».

Зручно казати «наступноi митi», але для Ньютона й Лапласа, а також вiдповiдно до найповнiших сучасних уявлень теоретичноi фiзики, потiк часу швидше безперервний, нiж дискретний. А втiм ця проблема невелика: вона розв’язуеться за допомогою диференцiального числення, розробленого саме для цiеi мети Ньютоном i Ляйбнiцом. Пiд «станом» Всесвiту чи будь-якоi його пiдсистеми ми розумiемо положення i швидкiсть кожноi його частинки. Швидкiсть – це лише темп змiни (похiдна) положення iз плином часу; закони фiзики теж дозволяють вивести прискорення – темп змiни швидкостi. Отже, ви повiдомляете менi поточний стан Всесвiту, а я завдяки законам фiзики зможу довiдатися про його стан у будь-який iнший момент часу в майбутньому (або минулому).

Ми послуговуемося мовою класичноi механiки – «частинки», «сили», однак сама ця iдея значно потужнiша й унiверсальнiша. Лаплас запропонував поняття «по?ля» як центральноi концепцii фiзики, i це поняття закрiпилося у ХІХ столiттi в працях Майкла Фарадея i Джорджа Максвелла з електрики й магнетизму. На вiдмiну вiд частинки, що мае положення у просторi, поле володiе значенням у кожнiй окремо взятiй точцi простору. В принципi, це i е поле. Проте ми можемо трактувати поле як «положення», а темп його змiни як «швидкiсть», тож весь мисленневий експеримент Лапласа не втрачае цiнностi. Те саме стосуеться загальноi теорii вiдносностi Айнштайна, рiвняння квантовоi механiки Шредiнгера чи сучасних припущень на кшталт теорii суперструн. З часiв Лапласа кожна серйозна спроба збагнути поведiнку Всесвiту на його найглибшому рiвнi припускала, що минуле й майбутне визначаються поточним станом системи. (Один можливий виняток – колапс хвильовоi функцii у квантовiй механiцi, про що буде докладнiше йти мова в роздiлi 20.)

Цей принцип мае просту, хай, можливо, й оманливу назву – «збереження iнформацii». Так само, як i збереження iмпульсу передбачае, що Всесвiт може просто залишатися в русi, не маючи потреби в прихованому нерухомому ру

iевi; збереження iнформацii означае, що кожен момент мiстить досить iнформацii для визначення будь-якого iншого моменту.

У цьому разi до термiну «iнформацiя» слiд пiдходити з обережнiстю, бо цим словом вченi позначають рiзнi речi в рiзних контекстах. Інколи «iнформацiя» означае вiдомi вам знання про стан справ. В iнших випадках це легкодоступна вам iнформацiя, втiлена в тiй чи iншiй макроскопiчнiй системi (байдуже, вивчаете ви цю систему й одержуете iнформацiю чи нi). Ми використовуемо трете можливе визначення iнформацii, яке можна назвати «мiкроскопiчною» iнформацiею: повний опис стану системи, себто все, що тiльки можна про неi довiдатися. Говорячи про збереження iнформацii, ми, власне, маемо на увазi буквально всю iнформацiю.

Цi два закони збереження – iмпульсу й iнформацii – передбачають море змiн у нашiй найлiпшiй онтологii. Старий арiстотелiвський свiтогляд був зручним i в певному сенсi особистiсним. Коли тiла рухаються, отже, iснують рушii; коли щось вiдбуваеться, то цьому е причини. Якщо вiдбуваеться певна подiя, ми знаемо, до якоi наступноi подii вона неминуче приведе, i таку послiдовнiсть описують закони фiзики. Але чому так? А тому, що ми спостерiгаемо саме таку закономiрнiсть.

?

Демон Лапласа – це той мисленневий експеримент, який ми не вiдтворимо в лабораторii. У реальностi немае й нiколи не буде такого безмiрного й обiзнаного iнтелекту, здатного передбачити майбутне Всесвiту, виходячи з його теперiшнього стану. Якщо замислитися i спробувати уявити собi такий комп’ютер, то зрештою зрозумiеш, що вiн мае бути таким же великим i потужним, як i сам Усесвiт. Щоб iз прийнятною точнiстю змоделювати весь Усесвiт, ним, по сутi, треба бути. Тому нас не цiкавить це питання в контекстi практичноi iнженерii; такого нiколи не станеться.

У такому разi нам важливiший сам принцип: той факт, що теперiшнiй стан Всесвiту визначае його майбутне, а не уявна можливiсть скористатися цим фактом для прогнозування. Ця властивiсть, детермiнiзм, дратуе деяких людей. Тож варто докладнiше розглянути ii обмеження й перспективи.

Класичну механiку – систему рiвнянь, що ii дослiджували Ньютон i Лаплас, – не можна вважати повнiстю детермiнiстичною. Вiдомi випадки, коли окремий результат не можна передбачити на основi поточного стану системи. Бiльшiсть людей це не хвилюе, бо такi випадки надзвичайно рiдкiснi – у принципi, вони безкiнечно рiдкiснi на тлi безлiчi речей, що можуть вiдбуватися в системi. Це штучнi ситуацii, про якi кумедно розмiрковувати, однак вони не справляють великого впливу на те, що вiдбуваеться в навколишньому хаотичному свiтi.

Популярнiше заперечення проти детермiнiзму – феномен хаосу. Зловiсна назва приховуе його простоту: у багатьох видах систем щонайменшi неточностi в наших знаннях про початковий стан системи можуть привести до серйозних кiнцевих варiацiй. Утiм, у контекстi детермiнiзму iснування хаосу не грае значноi ролi. Лаплас вважав, що досконала iнформацiя завжди гарантуе досконалий прогноз. Теорiя хаосу каже, що трохи неточна iнформацiя призводить до дуже неточного прогнозу. Усе правильно, але картина вiд цього анiяк не змiнюеться. Нiхто в здоровому глуздi нiколи не вважав, що можна скористатися логiкою Лапласа та змайструвати корисний прогностичний пристрiй – його мисленневий експеримент завжди мав теоретичний, а не практичний характер.

Справжня проблема класичноi механiки полягае не в тому, як побудований свiт. Нинi ми прекрасно розумiемо: квантова механiка, сформована на початку ХХ столiття, – це цiлком iнакша онтологiя. У квантовiй механiцi немае нi «положень», нi «швидкостей» – е лише «квантовий стан», вiдомий як «хвильова функцiя», на основi якоi ми можемо обраховувати результати експериментiв зi спостереження системи.

Тепер квантова, а не класична механiка – найлiпший вiдомий нам спосiб опису Всесвiту на глибинному рiвнi. На жаль i на превеликий смуток фiзикiв усього свiту, ми ще не до кiнця усвiдомлюемо суть цiеi теорii. Ми знаемо, що сам по собi квантовий стан системи розвиваеться iдеально детермiнiстичним способом, позбавленим рiдкiсних, хоч i прикрих випадкiв недетермiнiзму, що трапляються нам у класичнiй механiцi. Проте коли ми спостерiгаемо систему, вона, iмовiрнiше, поводиться випадково, нiж детермiнiстично. Хвильова функцiя «колапсуе», i ми з великою точнiстю можемо прогнозувати вiдносну ймовiрнiсть спостереження рiзних результатiв, але нiколи не будемо знати, яким саме той результат буде.

Є декiлька конкурентних пiдходiв до того, як найлiпше зрозумiти проблему вимiрювання у квантовiй механiцi. Деякi з них пов’язанi з чистою випадковiстю; iншi (як-от моя улюблена «евереттiвська», або «багатосвiтова» iнтерпретацiя) дотримуються повного детермiнiзму. Ми поговоримо про альтернативи в роздiлi 21. Однак у всiх популярних версiях квантовоi механiки, хай навiть iм не властива досконала прогнозованiсть, простежуеться базова фiлософiя лапласiвського аналiзу: для передбачення того, що станеться далi, важливий поточний стан Всесвiту. Не якась майбутня мета чи пам’я

ь про попереднiй стан системи. Як нам дозволяють судити найсучаснiшi знання з фiзики, кожен момент плину часу настае за попереднiм згiдно з чiткими, об’ективними, кiлькiсними правилами.

?

Мiж лапласiвським визначенням детермiнiзму i тим змiстом, який люди чують у висловi «наперед визначене майбутне» е певна вiдмiннiсть. Цей вислiв викликае в уявi образи долi, або фатуму, – iдеi про те, що «лихая доля i пiд землею надибае», нiби все кимось або чимось уже вирiшено.

Фiзичне поняття детермiнiзму вiдрiзняеться вiд долi (фатуму) одним делiкатним, але важливим аспектом: якщо демона Лапласа дiйсно не iснуе, то майбутне може бути визначене теперiшнiм, але достеменно нiхто не знае, яким воно буде. Розмiрковуючи про долю, ми зазвичай уявляемо собi трьох мойр (богинь долi з грецькоi мiтологii) чи трьох вiдьом iз шекспiрiвського «Макбета» – старезних пророчиць, що, промовляючи загадками, показують наш майбутнiй шлях, якого ми намагаемося уникнути, але зазнаемо невдачi. Справжнiй Всесвiт зовсiм не такий. Вiн бiльше схожий на докучливе дитинча, яке любить казати людям: «Я знаю, що з вами невдовзi станеться!» Коли ви захочете подробиць, дитинча вiдповiсть: «Не можу вам розповiсти». А пiсля того, як усе станеться, ви почуете: «Бачите? Я ж знав, що це станеться!» Оце такий наш Всесвiт.

Моментальна, або лапласiвська, природа фiзичноi еволюцii не грае значноi ролi пiд час вибору, що нам доводиться робити в повсякденному життi. Для поетичного натуралiзму все очевидно. Можна висловлюватися про Всесвiт, описуючи його як сукупнiсть елементарних частинок чи квантових станiв, де господарюе Лаплас, а наступнi подii залежать тiльки вiд поточного стану системи. Є й iнший спосiб висловлюватися, коли ми розглядаемо Всесвiт у бiльшому масштабi, вводячи, наприклад, категорii «люди» чи «вибiр». На вiдмiну вiд наших найлiпших теорiй про планети чи маятники, нашi найлiпшi теорii поведiнки людей недетермiнiстичнi. Ми нiяк не можемо передбачити, що вчинить людина, виходячи з ii спостережуваного на ту мить стану. Нашi уявлення про детермiнованiсть людськоi поведiнки залежать вiд того, що нам вiдомо.

5

Причини, з яких усе вiдбуваеться

У листопадi 2003 року голландську педiатричну медсестру Люсiю де Берк засудили до довiчного ув’язнення без права оскарження вироку за вбивство чотирьох дiтей, що перебували пiд ii наглядом, та замах на вбивство ще трьох. Їi справа стала сенсацiею в медiа з незвичноi причини: йшлося про неправильне застосування статистичних мiркувань.

Проти Берк висунули кiлька прямих доказiв, але вони були сумнiвнi. Так, в одному випадку жертву («малятко Ембер») здогадно отруiли дигоксином, проте лiкарi вказували, що схожi хiмiчнi сигнали могли виникнути й природним шляхом. Вирiшальна деталь справи проти Берк полягала не в наявностi якихось неспростовних доказiв на користь конкретних убивств, а, мабуть, в iмовiрнiй статистичнiй неможливостi настання такоi великоi кiлькостi смертей лише пiд час чергування тiеi самоi медсестри. Один експерт засвiдчив, що ймовiрнiсть такого збiгу менше нiж один на 342 мiльйонiв. Сторона обвинувачення довела, що така малоймовiрнiсть, визначена на пiдставi статистичних даних, потребуе меншого тягаря доведення для груп смертей, нiж потрiбно для розслiдування одиничного iнциденту.

Проблема полягала в тому, що тi розрахунки були повнiстю неправдивi. Вони мiстили купу елементарних помилок – вiд множення ймовiрностей, що не були незалежними, до «виловлювання» надуманих збiгiв у масивах подiй. Пiсля оголошення вироку iншi експерти надали альтернативнi розрахунки з результатами iмовiрностi вiд одного на мiльйон до одного на 25 мiльйонiв залежно вiд формулювання питання. Подальше розслiдування показало, що протягом кiлькох рокiв показник смертностi серед немовлят у цiй лiкарнi був вищий до того, як Берк улаштувалася туди на роботу, i не збiльшився згодом. Зрештою через сумнiвнiсть i статистичного обгрунтування, i прямих доказiв справу вирiшили переглянути ще раз. 2010 року Берк повнiстю виправдали.

Однак несправедливий вирок, винесений Люсii де Берк, неможливо пояснити лише математичними помилками. Початок усьому поклало психологiчне переконання: щось таке страшне, як смерть тих дiтей, не може бути випадковим явищем – хтось мусить бути в цьому винен. Мусить же бути якась причина, з якоi це сталося. Безперечно, смерть будь-якоi дитини – жахлива подiя, проте з нею все ж таки легше змиритися, якщо ii можна пояснити чиiмось дiями, а не простою випадковiстю.

Пошук пiдстав i причин глибоко сидить у людськiй натурi. Ми звикли розпiзнавати шаблони, легко можемо розгледiти обличчя на поверхнi Марсу чи зв’язок мiж розташуванням Венери в небi та станом наших любовних пригод. Ми не лише шукаемо порядку i причиновостi, а й високо шануемо справедливiсть. У 1960-х роках психолог Мелвiн Лернер запропонував гiпотезу «iлюзii справедливого свiту», зауваживши тенденцiю людей обвинувачувати самих жертв нещасть, коли щось пiшло не так. Перевiряючи свою гiпотезу, вiн разом iз колегою Керолiн

iммонз провiв експерименти, де пiддослiдним показували iнших людей, яких начебто мордували сильними ударами струму. Потiм багато з пiддослiдних, нiчого не знаючи про удаваних страждальцiв, жорстко вiдгукувалися про них i всiляко ганьбили. І що сильнiшими видавалися удари струму, то жорсткiше пiддослiднi ставилися до жертв.

?

Пошук причин, з яких стаються тi чи iншi речi, у жодному разi не iррацiональне заняття. У багатьох звичних контекстах нiщо не стаеться «просто так». Якщо ви сидите у вiтальнi й раптом крiзь вiкно до кiмнати влiтае бейсбольний м’яч, логiчно виглянути на вулицю й пошукати, чи де не бавляться дiти. Гiгантськi кити не з’являються нi з того нi з сього в повiтрi на висотi кiлька миль вiд землi. Протягом еволюцii ми розвинули iнтуiцiю, пов’язану з причиново-наслiдковими факторами, бо вона допомагала нам орiентуватися в будовi свiту.

Однак помилково пiдносити цi сподiвання на рiвень непорушного принципу. Ми бачимо, як щось вiдбуваеться, i знаходимо тому причину. Це стосуеться не лише повсякденних подiй чи особистого життя, а й основ онтологii. Ми вважаемо, що коли свiт складаеться з певних речей, якi функцiонують у певний спосiб, то цьому повинна бути причина.

Ця помилка мае назву – «принцип достатньоi пiдстави». Термiн запропонував нiмецький фiлософ i математик Готфрiд Ляйбнiц, хоча суть цiеi iдеi роздiляло чимало раннiх мислителiв, найпомiтнiшим з яких був Борух Спiноза, що жив у XVII столiттi. Одне з формулювань цього принципу звучить так:

Принцип достатньоi пiдстави:

будь-який факт iстинний з якоiсь причини, i з тiеi ж причини будь-який iнший факт не iстинний.

Свого часу Ляйбнiц сформулював цей принцип просто: «нiщо не стаеться без причини», що дивовижно близько до максими «все мае свою причину». Нинi це пишуть на майках та налiпках на бампери. (А от дизайнерка Емiлi Макдовелл, яка вилiкувалася вiд раку, продае «спочутливi поштiвки» iз текстом: «Дозвольте менi завдати першого удару тому, хто скаже вам, що все мае свою причину».) Ляйбнiц припускав, що iнколи причини вiдомi лише Боговi.

Але чому ми схильнi вiрити, нiби зазвичай можемо не тiльки визначати причини всього дiяного, а й що кожна подiя у Всесвiтi мае власну причину? Адже е очевидна альтернатива: деякi феномени мають причини, але е «впертi» феномени – вони просто iстиннi, однак не мають пояснень. Як же нам з’ясувати, чи можна вважати тi впертi феномени частиною базовоi онтологii свiту?

?

Щоразу зiштовхуючись iз питаннями вiри, ми можемо вдатися до методу пiд назвою «абдукцiя», або «висновок до найкращого пояснення». Абдукцiя – вид мiркування, що контрастуе з дедукцiею чи iндукцiею. При дедукцii ми виходимо з певних аксiом, в iстинностi яких не сумнiваемося, i робимо з них неспростовнi висновки. При iндукцii ми виходимо з певних вiдомих прикладiв i узагальнюемо iх для одержання ширшого контексту – неспростовного, якщо ми маемо причини вважати таке узагальнення справедливим, хоча часто нам бракуе гарантiй. При абдукцii, навпаки, ми беремо всi нашi базовi знання про свiтобудову, можливо, вiдкидаючи складнiшi тлумачення на користь простiших (бритва Оккама), i вирiшуемо, яке з можливих тлумачень найкраще узгоджуеться з вiдомими нам фактами. У роздiлах 9 i 10 ми докладнiше дослiдимо цей метод у рамках баесового виведення.

У випадку принципу достатньоi пiдстави (ПДП) роздiлiмо для простоти всi можливостi на двi групи: кожен факт мае причину, що його пояснюе (ПДП правильний), або в деяких фактах ii нема (ПДП хибний). Кожнiй iз гiпотез ми призначаемо певний попереднiй ступiнь надiйностi – мiру нашоi початковоi вiри. Потiм ми збираемо докази, спостерiгаючи за свiтом, i у вiдповiдний спосiб оновлюемо нашi переконання.

Зазвичай захисники принципу достатньоi пiдстави не збирають данi, а заявляють, що ми вже маемо «нарiжний метафiзичний принцип». Себто такий феномен, чия iстиннiсть не тiльки не викликае сумнiвiв, а й самих думок про сумнiви. Вiдповiдно, вони кожному факту, що мае причину, призначають ступiнь довiри 1, а iснуванню впертих фактiв – 0. У такому разi нiякi докази вже не вплинуть на ступенi довiри; ви завжди вiритимете, що кожен факт мае достатню пiдставу.

Насправдi пiднесення повсякденного спостереження на рiвень «метафiзичного принципу» повинно вiдповiдати дуже високим стандартам. Як вказував шотландський фiлософ Дейвiд Г’юм (вiн, як нiхто iнший, заслуговуе назватися батьком поетичного натуралiзму, тодi як його давньоримського попередника Лукрецiя, мабуть, назвемо дiдусем), принцип достатньоi пiдстави не пiдноситься до такого рiвня. Г’юм стверджував, що хоч припущення про ефекти без причин i може видаватися незвичним, проте воно не призводить до якоiсь невiдокремноi суперечностi чи логiчноi неможливостi.

Якщо змусити прибiчникiв принципу достатньоi пiдстави пояснити, чому ми не можемо без нього жити, то зазвичай ми почуемо один iз двох варiантiв вiдповiдi. Вони можуть захищати його, посилаючись на iнший нарiжний метафiзичний принцип. Наприклад, Ляйбнiц писав про «принцип найкращого

, за яким Бог завжди дiе в найлiпший спосiб, включно зi створенням свiту. Цей аргумент переконливий лише тодi, коли ми визнаемо цей новий принцип безумовно справедливим, що майже не властиво тим людям, якi взагалi скептичнi щодо принципу достатньоi пiдстави.

Другий варiант – заявити, що щось схоже на принцип достатньоi пiдстави притаманне самому акту логiчного судження i що цей принцип, безумовно, рацiональний. Уявiть, що якось уранцi ви заходите до ванноi кiмнати, а там акордеон. Ви не зможете не припустити, що акордеон не мiг опинитися там без якоiсь причини. Імовiрнiше, це сталося не просто так. Мiркуючи таким способом, ми поширюемо цю логiку на всi тi факти, якi спостерiгаемо у Всесвiтi: щойно ми усвiдомлюемо iх, то починаемо вважати, що за кожним iз них мусить стояти якась причина.

Це не аргумент на користь логiчноi неспростовностi принципу достатньоi пiдстави; вiн лише означае, що ми часто дiемо так, наче схожий принцип можна вважати iстинним. Якщо чесно, це емпiричний аргумент, заснований на фактах, а не апрiорний. Орiентуючись на власний досвiд, ми не звикли, щоб акордеони з’являлися будь-де без вагомих причин; однак ми здатнi уявити свiт, у якому це можливо.

Метафiзичнi принципи спокушають нас простими вiдповiдями, а втiм iх не назвеш надiйними орiентирами. Існують вагомi пiдстави, чому нам часто видаеться, нiби всi речi стаються з якихось причин, але також е пiдстави не вважати цей принцип непохитним.

?

Напевне, дивно думати, що ми живемо, з одного боку, у лапласiвському Всесвiтi, де наступний момент визначаеться попереднiм згiдно з непорушними законами фiзики, а з iншого боку – iснують реалii-«факти», що iх не можна пояснити якимись причинами. Однак хiба ми не можемо завжди визначати причину того, що вiдбуваеться, завдяки «законам фiзики та стану Всесвiту в попереднiй момент»?

Усе залежить вiд того, який сенс ми вкладаемо в поняття «причина». Важливо спершу розрiзняти два види «фактiв», якi ми, можливо, захочемо пояснити. Є речi, що вiдбуваються, себто стани Всесвiту (чи його частин) у конкретний момент часу. А ще е властивостi Всесвiту, зокрема самi закони фiзики. Достатнi пiдстави для пояснення першого вiдрiзняються вiд достатнiх пiдстав для другого.

Коли йдеться про «речi, що вiдбуваються», то зазвичай пiд «пiдставою» ми розумiемо «причину» подii. Так, можна просто стверджувати, що подii пояснюються i зумовлюються «законами фiзики та станом Всесвiту в попереднiй момент». Це справедливо навiть для квантовоi механiки, хоч ii iнодi хибно наводять як приклад теорii, у межах якоi деякi подii (як-от розпад атомного ядра) вiдбуваються без причин. Якщо шукати саме таку причину, то закони фiзики ii таки надають. Однак не у формi якогось метафiзичного принципу, а як спостережувану закономiрнiсть нашого Всесвiту.

Однак, коли люди вишукують причини, вони мають на увазi дещо iнше. Якщо хтось питае: «Чому сталася жахлива стрiлянина?» чи «Чому середня температура земноi атмосфери зростае так швидко?», то вiдповiдi «Через закони фiзики та стан Всесвiту в попереднiй момент» буде замало. Насправдi ми шукаемо якийсь iдентифiкований аспект Всесвiту, без якого згадана подiя нiколи б не сталася.

Самi закони фiзики, як ми вже обговорювали ранiше, не мають жодного стосунку нi до «пiдстав», нi до «причин». Це просто закономiрностi, що пов’язують тi подii, якi вiдбуваються в рiзних мiсцях i в рiзний час. А все-таки концепцiя «справжньоi причини» iнколи iстинна й корисна в повсякденному життi. Будь-який розумний поетичний натуралiст вважав би ii помiчною складовою точного способу висловлюватися про певну частину Всесвiту. Та й справдi, ми самi вдалися до такого опису в першому абзацi цього роздiлу.

Можливо, ми насправдi хочемо запитати наступне: «З якоi причини доцiльно взагалi розмiрковувати про “справжнi причини”»? І на це е хороша вiдповiдь: «Через стрiлу часу».

Спостережуваний нами Всесвiт не просто випадкова сукупнiсть матерii, що пiдкоряеться законам фiзики, – ця матерiя зароджуеться в особливий спосiб структурноi органiзацii, лише потiм пiдкоряючись законам фiзики. Пiд «зародженням» ми маемо на увазi умови на момент Великого вибуху (близько 14 мiльярдiв рокiв тому). Невiдомо, чи справдi Великий вибух був початком вiдлiку часу, проте ми не можемо зазирнути в минуле далi цього моменту, тож вважатимемо його початком iснування частини спостережуваного космосу. Особливiй структурнiй органiзацii Всесвiту на той час була притаманна дуже мала ентропiя – науковий спосiб вимiру невпорядкованостi чи випадковостi системи. На початку ентропiя була незначна, вiдтодi вона лише збiльшуеться, себто спостережуваний нами Всесвiт був колись дуже незвично впорядкований i за останнi 14 мiльярдiв рокiв став значно безладнiшим.

Саме завдяки тенденцii збiльшення ентропii iснуе стрiла часу. Розбити яйце легко, а от вiдтворити його попереднiй стан важко; вершки й кава змiшуються, але потiм не роздiляються; ми народжуемося молодими, а потiм поступово старiемо; ми пам’ятаемо минулi подii, але не майбутнi

Найголовнiше – причина подii мусить передувати iй, а не наставати згодом.

У фундаментальних законах фiзики нема анi згадки про «причини», анi «стрiли часу». На рiвнi законiв фiзики минуле й майбутне рiвнозначнi. Проте кориснiсть нашоi повсякденноi мови пояснень i причиново-наслiдкових зв’язкiв безпосередньо пов’язана зi стрiлою часу. Без неi висловлюватися про Всесвiт такими термiнами було б цiлковитим безглуздям.

Далi ми побачимо, що нашi переконання на кшталт «усе мае своi причини» i «причина передуе подii» не визначальнi принципи. Вони виникають через зумовленiсть, властиву розвитку матерii нашого локального Всесвiту. Мiж космологiею, з одного боку, та знаннями, з iншого, е тiсний зв’язок. Зрозумiвши Всесвiт, нам легше буде збагнути, чому ми переконанi, нiби все вiдбуваеться з якоiсь причини.

Інакше кажучи, «пiдстави» та «причини», за яких вiдбуваються подii, не фундаментальнi; вони емерджентнi. Нам треба докладнiше покопатися в iсторii Всесвiту, щоб збагнути, чому виникли цi концепцii.

?

Найочевиднiше розпочати наш пошук iз вiдповiдей на такi питання: Чому рiзнi властивостi Всесвiту сформувалися такими, якими вони е? Чому на момент Великого вибуху ентропiя була невелика? Чому простiр мае три вимiри? Чому протон майже у 2000 разiв важчий за електрон? Чому Всесвiт взагалi iснуе?

Цi питання дуже вiдрiзняються вiд запитання про те, «звiдки взявся акордеон у моiй ваннiй». Ми вже не запитуемо про конкретнi випадки, тож вiдповiдь «через закони фiзики та стан Всесвiту в попереднiй момент» не годиться. Тепер ми намагаемося з’ясувати, чому фундаментальне полотно виявилося саме таким, а не iнакшим.

Тут, головне, визнати, що такi питання можуть мати, а можуть i не мати вiдповiдей. Ми маемо право ставити цi питання, але не маемо права вимагати вiдповiдей, що нас задовольнять. Ми повиннi бути готовi до того, що iснують впертi факти, бо така вже реальнiсть.

Подiбнi питання («Чому?») не iснують у вакуумi. Вони мають сенс у певних контекстах. Якщо ми запитаемо: «Чому в моiй ваннi стоiть акордеон?», а хтось вiдповiсть: «Бо простiр тривимiрний», то це нас не задовольнить, хоч навiть якщо це й правда, бо якби простiр був двовимiрний, то акордеона там би не було. Ми ставимо питання в контекстi свiту, де е речi пiд назвою «акордеон», що мають властивiсть траплятися в одних мiсцях, а не в iнших, i в тому свiтi е такi речi, як «ванни», куди регулярно потрапляють однi предмети, а iншi – нi. Частиною цього контексту може бути iснування вашого сусiда по кiмнатi, до якого минулого вечора навiдалися друзi. Вони перепили, а одна приятелька прийшла з акордеоном i безперестанку грала на ньому. Зрештою це всiм набридло, i акордеон вирiшили заховати вiд неi. Лише в подiбному контекстi ми можемо сподiватися одержати вiдповiдь на поставлене нами запитання «Чому?».

Однак Всесвiт i закони фiзики, як нам вiдомо, не вмонтованi в ширший контекст. Але це можливо – нам слiд припускати ймовiрнiсть того, що за межами нашого фiзичного Всесвiту е ще щось, чи то якась нефiзична реальнiсть, чи дещо прозаiчнiше, як-от сукупнiсть Всесвiтiв, що утворюють Мультивсесвiт. У такому контекстi можна спробувати запитати про те, якi види Всесвiтiв «природнi» або легко створюються, а може, й знайти пояснення для певних спостережуваних нами явищ. Альтернативно ми могли б з’ясувати, з яких причин самi закони фiзики унеобхiднюють щось, що ми вважаемо випадковим (як-от масу протона й масу електрона), а насправдi воно випливае з якогось ще глибшого принципу. І тодi ми могли б похвалити себе за те, що спромоглися щось пояснити.

Утiм, ми не можемо вимагати вiд Всесвiту, щоб той угамував нашу жагу до пошуку пояснень. Допитливiсть – чеснота, i добре шукати вiдповiдi на запитання «Чому?» там, де ми iх можемо знайти або коли вважаемо, що, ставлячи такi запитання, ми зможемо лiпше збагнути суть певних речей. Однак слiд миритися з тим, що на деякi запитання ми не одержимо iншоi вiдповiдi, нiж «Бо так е». Ми не звикли до такого; iнтуiцiя нас запевняе, що будь-яке явище можна пояснити наявнiстю певноi причини. Щоб зрозумiти, чому в нас склалося таке враження, слiд докладнiше з’ясувати, як саме розвивався наш Всесвiт.

6

Наш Усесвiт

Нiщо так не помiщае людське iснування в контекст, як розмiрковування про космос. Ось ви собi сидите зручно у вiтальнi з келихом вина й хорошою книжкою i, напевне, й гадки не маете, що по сусiдству може вiдбуватися дещо, безпосередньо спричинене еволюцiею цiлого Всесвiту. Чимало найважливiших аспектiв нашого життя на Землi – уявлення про плин часу, iснування причин i наслiдкiв, спогади про минуле, свобода вибору власного майбутнього – зрештою виявляються наслiдками тих умов, якi склалися на момент Великого вибуху. Щоб осягнути загальну картину, нам слiд помiстити себе в космологiчний контекст.

Коли дивишся на нiчне небо, важко не вiдчути трепету. В iстиннiй темрявi, далеко вiд всепроникних вогнiв людськоi цивiлiзацii, синясто-чорне тло оживае тисячами зiр, жменькою планет i величним Чумацьким Шляхом,

що простягся вiд краю до краю нашоi галактики. Водночас важко збагнути iстинний розмах нашого Всесвiту, дивлячись на нiчне небо. Ми не вiдчуваемо масштабу побаченого, не маемо якихось знайомих орiентирiв, щоб судити про його розмiр. Зорi схожi на планети, хоч ми й знаемо, що вони дуже рiзнi; зорi зовсiм не схожi на Сонце, хоч ми знаемо, що Сонце – зоря.

Не дивно, що стародавнi космологи, теоретизуючи про Всесвiт, вважали його вiссю обертання те, що розумiли найлiпше, – самих себе. Протягом тисячолiть у рiзних культурах вигадано кiлька поетичних космологiчних сюжетiв, проте iхньою спiльною рисою було переконання, що наш дiм, Земля, якимось чином особливий. Інколи Земля була в центрi всього сущого, iнколи – унизу, в основi; дуже часто вона мала особливе значення для тiеi сили або Бога, що створив ii. Так або iнакше, було переконання, що ми важливi

Конец ознакомительного фрагмента.

notes

Сноски

1

АКМЕ – вигадана торгова марка, що з’являлася в мультфiльмах «Божевiльнi мелодii» («Looney Tunes»). – Тут i далi прим. пер.

2

«Дайте миру шанс» (англ. Give peace a chance) – антивоенна пiсня Джона Леннона, що вийшла синглом у липнi 1969 року.

3

«Зоряний шлях» (англ. Star Trek) – науково-фантастична франшиза у стилi космiчноi опери, заснована 1966 року Джином Родденберрi. Ставши культурним феноменом, справила значний вплив на реальнiсть та сформувала субкультуру так званих трекерiв.

4

«Ворог iзсередини» (англ. The Enemy Within) – п’ятий епiзод серiалу «Зоряний шлях», уперше був показаний у жовтнi 1966 року.

Текст предоставлен ООО «ИТ».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию: Купить