Время, хаос, квант - Анализ книги

Этот успех стал исходным 1 пунктом в истории проблемы, которая занимает центральное место в нашей книге, - проблемы имеющего место отрицания стрелы времени (Выражение "стрела времени" было введено в 1928 г. В этой замечательной книге Эддингтон прозорливо предсказал конец господства в физике "первичных" (детерминистических) законов и наступление эры "вторичных" (статистических) законов, описывающих необратимые процессы. В том виде, как оно входит в фундаментальные законы физики от классической динамики до теории относительности и квантовой физики, время не содержит в себе различия между прошлым и будущим! Для многих физиков ныне это вопрос веры: до тех пор и поскольку речь идет о фундаментальном уровне описания, "стрелы времени" не существует. детерменистический статистический закон время А поскольку из этих законов следовала эквивалентность между прошлым и будущим, всякая попытка придать стреле времени некое фундаментальное значение наталкивалась на упорное сопротивление как угроза идеалу объективного знания.Ньютон же через Кларка утверждал, что каждое спонтанное действие человека или какого-нибудь другого живого существа привносит в наш мир новое движение, необъяснимое в терминах сохранения причин в их действиях(Анализ ньютонианской концепции силы как выражения принципа деятельности, не сводимого к механике, см. в работе: Me Mullin E. Лейбниц говорит о мире, находящемся в "вечном движении", о мире, в котором причины и следствия нескончаемо порождают друг друга. Макс Джеммер сравнил дискуссию между Бором и Эйнштейном с перепиской Лейбница и Кларка: "В обоих случаях это было столкновение диаметрально противоположных философских взглядов на фундаментальные проблемы физики; в обоих случаях это было столкновение между двумя величайшими умами своего времени; и, подобно тому как знаменитая переписка Кларка и Лейбница (1715-1716) - "peut etre le plus beau monument que nous avons des combats litteraires" [возможно, самый прекрасный из памятников литературных баталий, которыми мы располагаем (Вольтер)] - была лишь одним из проявлений глубокого расхождения во мнениях между Ньютоном и Лейбницем, дискуссии между Бором и Эйнштейном в холлах брюссельского отеля "Метрополь" были лишь отблеском дебатов, которые продолжались многие годы, хотя и не в форме прямого диалога. Такой метафизический выбор, связывающий науку с поиском реальности, не зависящей от человеческого существования, выражался в многочисленных ссылках на Бога, который согласно Эйнштейну не играет в кости, а согласно Планку знает одновременно положение и скорость частицы, или на демонов, будь то демон Лапласа, способный, исходя из полного описания настоящего Вселенной, вычислить ее прошлое и будущее, или демон Максвелла, способный обратить приближение к равновесию, манипулируя с отдельными молекулами. Когда система достигает своего стационарного состояния, т.е. когда температура и концентрация внутри системы перестают изменяться во времени, в горячем сосуде окажется больше водорода, а в холодном - больше азота, и разность концентраций будет пропорциональна созданной (наложенной на систему) разности температур.И далее: "Если наука не претендует на изучение внеисторических универсальных законов, а признает себя социальной, временной и локальной, то не существует способа говорить о чем-то реальном, лежащем вне науки, о чем-то таком, что наука лишь отражает"(Конференция, состоявшаяся 3-4 октября 1989 г. в Колледже Густава Адольфа в г.Сент-Питер, штат Миннесота.). Более двух веков - от Галилея до Больцмана - ушло на то, чтобы понять, какую цену пришлось заплатить за это достижение: противоречием между фундаментальными законами физики, с одной стороны, и процессами, характеризуемыми нарушением симметрии во времени - с другой стороны. Понятие благоприятной возможности понимается в науке как исторический, происходящий во времени, диалог человека с природой, диалог, в котором оперирующее символами мышление играет существенную роль. Исключение стрелы времени с необходимостью приводит к двойственному описанию Вселенной; с одной стороны к обратимым во времени микроскопическим законам, выражаемым в терминах траекторий или волновых функций, с другой стороны - к феноменологическим законам с нарушенной симметрией во времени. Некоторые физики заходят так далеко, что отводят человеческому разуму центральное место в квантовой механике: мир, описываемый в терминах волновых функций, "жаждет" обрести наблюдателя, который актуализирует его, мира, потенциальную возможность.

Время - фундаментальное измерение нашего бытия. Веками оно пленяло воображение художников, философов и ученых. Включение времени в концептуальную схему галилеевой физики ознаменовало рождение новой науки. Этот успех стал исходным 1 пунктом в истории проблемы, которая занимает центральное место в нашей книге, - проблемы имеющего место отрицания стрелы времени (Выражение "стрела времени" было введено в 1928 г. Эддингтоном в его книге "Природа физического мира". [Eddington A. The Nature of the Physical World. - Ann Arbor: University of Michigan Press, 1958.]). В этой замечательной книге Эддингтон прозорливо предсказал конец господства в физике "первичных" (детерминистических) законов и наступление эры "вторичных" (статистических) законов, описывающих необратимые процессы. В том виде, как оно входит в фундаментальные законы физики от классической динамики до теории относительности и квантовой физики, время не содержит в себе различия между прошлым и будущим! Для многих физиков ныне это вопрос веры: до тех пор и поскольку речь идет о фундаментальном уровне описания, "стрелы времени" не существует. детерменистический статистический закон время

Тем не менее во всех явлениях, с которыми нам приходится иметь дело, будь то явления из области макроскопической физики, химии, биологии, геологии, гуманитарных наук, будущее и прошлое играют различные роли. Существование стрелы времени здесь очевидно. Каким образом может возникнуть стрела времени из фундаментальной концептуальной схемы физики? Каким образом она может возникнуть из симметричного по времени мира? Или, быть может, воспринимаемое нами время не более чем иллюзия? Эти вопросы приводят к парадоксу времени - центральной теме нашей книги.

Для людей, далеких от физики, такая проблема может показаться странной. Как физика, предъявляющая все более строгие требования к эксперименту, что означает все более тесную связь между теорией и опытом, дерзает отрицать различие между прошлым и будущим? Ответ на этот вопрос в какой-то мере относится к концептуальным основам физики. Как будет показано в части I нашей книги, парадокс времени не был осмыслен вплоть до второй половины XIX века. К тому времени законы динамики уже давно воспринимались как выражающие идеал объективного знания. А поскольку из этих законов следовала эквивалентность между прошлым и будущим, всякая попытка придать стреле времени некое фундаментальное значение наталкивалась на упорное сопротивление как угроза идеалу объективного знания. Таким образом, стреле времени было отказано на право вхождения в область феноменологии. За различие между прошлым и будущим несем ответственность мы, ибо в наше описание природы мы привносим аппроксимации.

Однако разделять ныне эту точку зрения более невозможно. В последние десятилетия родилась новая наука - физика неравновесных процессов, связанная с такими понятиями, как самоорганизация и диссипативные структуры. До этого стрела времени возникала в физике через такие простые процессы, как диффузия или вязкость, которые в действительности можно понять, исходя из обратимой во времени динамики. Ныне ситуация иная. Мы знаем, что необратимость приводит ко множеству новых явлений, таких как образование вихрей, колебательные химические реакции или лазерное излучение. Необратимость играет существенную конструктивную роль. Невозможно представить себе жизнь в мире, лишенном взаимосвязей, создаваемых необратимыми процессами. Следовательно, утверждать, будто стрела времени - "всего лишь феноменология" и обусловлена особенностями нашего описания природы, с научной точки зрения абсурдно. Мы дети стрелы времени, эволюции, но отнюдь не ее создатели.

Парадокс времени ставит перед нами проблему центральной роли "законов природы". Отождествление науки с поиском "законов природы", по-видимому, является самой оригинальной концепцией западной науки. Прототипом универсального закона природы служит закон Ньютона, который кратко можно сформулировать так: ускорение пропорционально силе. Этот закон имеет две фундаментальные особенности. Он детерминистичен: коль скоро начальные условия известны, мы можем предсказывать движение. И он обратим во времени: между предсказанием будущего и восстановлением прошлого нет никакого различия; движение к будущему состоянию и обратное движение от текущего состояния к начальному эквивалентны.

Закон Ньютона лежит в основе классической механики, науки о движении материи, о траекториях. С начала XX века границы физики значительно расширились. Теперь у нас есть квантовая механика и теория относительности. Но, как мы увидим из дальнейшего, основные характеристики закона Ньютона - детерминизм и обратимость во времени - сохранились.

Понятие "закон природы" заслуживает более подробного анализа. Мы настолько привыкли к нему, что оно воспринимается как трюизм, как нечто само собой разумеющееся. Однако в других взглядах на мир такая концепция "закона природы" отсутствует. По Аристотелю, живые существа не подчиняются никаким законам. Их деятельность обусловлена их собственными автономными внутренними причинами. Каждое существо стремится к достижению своей собственной истины. В Китае господствовали взгляды о спонтанной гармонии космоса, своего рода статическом равновесии, связывающем воедино природу, общество и небеса. Идея о том, что в мире могут действовать законы, вызрела в недрах западной мысли. Отчасти эта идея восходит к стоикам, несмотря на ту роль, которую они отводили року. Немаловажное значение сыграли здесь христианские представления о Боге как о всемогущем Вседержителе, устанавливающем законы для всего сущего.

Для Бога все есть данность. Новое, выбор или спонтанные действия относительны с нашей, человеческой, точки зрения. Подобные теологические воззрения, казалось, полностью подкреплялись открытием динамических законов движения. Теология и наука достигли согласия. Как писал Лейбниц, "в ничтожнейшей из субстанций взор, столь же проницательный, как взор божества, мог бы прочесть всю историю Вселенной, quae sint, quae fuerint, quae mox futura trahantur (те, которые есть, которые были и которых принесет будущее - Вергилий, Георгики, кн. IV, 399)" (Предисловие к книге Лейбница "Новые опыты о человеческом разумении автора системы предустановленной гармонии*. [Leibnitz. New Essays on the Human Understanding. Ed. A.G.Langley. - La Salle, Illinois: Open Court Publishing Company, 1916. - Русский перевод: Лейбниц Г.В. Сочинения в четырех томах. Том 2. С. 54. - М.: Мысль, 1983.]). Таким образом, открытие неизменяющихся детерминистических законов сближало человеческое знание с божественной, вневременной точкой зрения.

Намеченная программа оказалась необычайно успешной. Однако на протяжении всей истории западной мысли неоднократно возникал один и тот же вопрос: как следует понимать новое, играющее центральную роль, в мире, управляемом детерминистическими законами?

Впервые этот вопрос возник задолго до рождения современной науки. Еще Платон связывал разум и истину с доступом к "бытию", неизменной реальностью, стоящей за "становлением". Становление, неиссякаемый поток воспринимаемых нами явлений, относится к сфере чистого мнения. Однако Платон сознавал парадоксальный характер такой позиции, поскольку она принижала жизнь и мысль, которые представали как неотделимые от процесса становления. В "Софисте" Платон приходит к заключению, что нам необходимы и бытие, и становление.

С той же трудностью столкнулись и атомисты. Чтобы допустить возникновение нового, Лукрецию пришлось ввести "клинамен", возмущающий детерминистическое падение атомов в пустоте: "Я бы желал, чтобы ты был осведомлен здесь точно так же, Что, уносясь в пустоте, в направлении книзу отвесном, Собственным весом тела изначальные в некое время В месте неведомом нам начинают слегка отклоняться, Так что едва и назвать отклонением это возможно" Lucretius. De Rerum Natura. 2. 216-220. [Русский перевод: Тит Лукреций Кар. О природе вещей. Пер. с лат. Ф.А.Петровского. Книга 2, 216-220. С. 65. - М.: Художественная литература, 1983.]

Обращение к клинамену часто подвергалось критике как введение чужеродного произвольного элемента в схему атомистического описания. Но и через два тысячелетия мы встречаем аналогичное утверждение в работе Эйнштейна, посвященной самопроизвольному испусканию света возбужденным атомом (Einstein A. Verh. Deutsch. Phys. Ges., 1916, Bd. 18, S. 318. [Русский перевод: Испускание и поглощение излучения по квантовой теории. - В кн.: Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах. Т. 3. С.386. - М.: Наука, 1966.]), где говорится, что "время и направление элементарных процессов определены случайным образом". Параллелизм особенно неожиданный, если мы вспомним, что Лукреций и Эйнштейн разделены, по-видимому, величайшей революцией в наших отношениях с природой - рождением новой науки.

И клинамен, и спонтанное испускание света относятся к событиям, соответствующим вероятностному описанию. События и вероятности требуются и для эволюционного описания, будь то дарвиновская эволюция или эволюция истории человечества.

Как мы увидим, события также связаны с термодинамической стрелой времени в области сильно неравновесных процессов. Можем ли мы пойти дальше, чем Лукреций и Эйнштейн, "добавившие" события к детерминистическим законам? Можем ли мы видоизменить само понятие физических законов так, чтобы включить в наше фундаментальное описание природы необратимость, события и стрелу времени?

Принятие такой программы влечет за собой основательный пересмотр нашей формулировки законов природы. Он стал возможен благодаря замечательным успехам, связанным с идеями неустойчивости и хаоса.

Начнем с рассмотрения классической динамики. Представляется, что все системы, описываемые законом Ньютона, в чем-то одинаковы. Разумеется, каждому известно, что рассчитать траекторию падающего камня проще, чем траекторию "системы трех тел", например, Солнца, Земли и Юпитера. Но трудность расчета системы трех тел считалась чисто технической, вычислительной проблемой. Однако в последние десятилетия выяснилось, что подобное мнение неверно. Не все динамические системы одинаковы. Динамические системы подразделяются на устойчивые и неустойчивые. Маятник без трения устойчив: слабые возмущения оказывают малое воздействие на его движение, но для очень широкого класса (в действительности - для подавляющего большинства) динамических систем слабые возмущения усиливаются. В некотором смысле крайним случаем неустойчивых систем являются "хаотические системы", для которых описание в терминах траекторий становится недостаточным, поскольку траектории, первоначально сколь угодно близкие, со временем экспоненциально расходятся.

Хаос мы вводим в гл. 4, поскольку он появляется также при изучении макроскопических необратимых процессов. В этом контексте мы сталкиваемся с "негативными" аспектами хаоса - невозможностью определенных предсказаний вследствие экспоненциальной расходимости соседних траекторий. Это соответствует "чувствительности к начальным условиям" - обычному определению хаоса. Однако новый важный элемент состоит в том, что хаос имеет и "позитивные" аспекты. Так как траектории становятся чрезмерной идеализацией, мы вынуждены обратиться к вероятностному описанию в терминах ансамбля траекторий. Такое описание само по себе не ново: оно служит отправным пунктом развитого Гибсом и Эйнштейном подхода к статистической физике. Здесь следует подчеркнуть одно весьма важное обстоятельство: вероятностное описание, вводимое нами для хаотических систем, несводимо. Оно неприменимо к отдельной траектории. Это утверждение представляет собой строгий результат, полученный в результате привлечения к анализу хаоса методов современного функционального анализа. Кроме того, в таком необратимом вероятностном описании прошлое и будущее играют различные роли. Хаос приводит к включению стрелы временим в фундаментальное динамическое описание.

Хаос позволяет разрешить парадокс времени, но он делает и нечто большее. Хаос привносит вероятность в классическую динамику, наиболее признанный прототип детерминистической науки. В данном контексте вероятность выступает не как порождение нашего незнания, а как неизбежное выражение хаоса. В свою очередь это приводит к новому определению хаоса. Мы показали, что хаос, определяемый, как обычно, приводит к несводимому вероятностному описанию. Теперь мы обращаем это утверждение: все системы, допускающие несводимое вероятностное описание, по определению, будем считать хаотическими. Таким образом, системы, о которых идет речь, допускают описания не в терминах отдельных траекторий (или отдельных волновых функций в квантовой механике), а только в терминах пучков (или ансамблей) траекторий.

С операциональной точки зрения, область хаоса необычайно расширяется и включает в себя обширные семейства классических или квантовых систем, в действительности всех систем, соответствующих фундаментальному описанию природы, как мы понимаем его сегодня, в терминах взаимодействующих полей. Столь широкое обобщение понятия хаоса позволяет констатировать необходимость новой формулировки законов физики. Ныне существуют две формулировки законов физики: первая основана на исследовании траекторий или волновых функций, вторая - на теории ансамблей Гиббса и Эйнштейна. С динамической точки зрения, вторая формулировка не вносит нового элемента, поскольку, будучи примененной к отдельным траекториям или волновым функциям, сводится к первой формулировке. Теперь же мы приходим к третьей формулировке, имеющей совершенно иной статус: новая формулировка применима только к ансамблям и справедлива только для хаотических систем. Как мы увидим, эта формулировка приводит к результатам, которые не могут быть получены ни на основе ньютоновской механики, ни на основе ортодоксальной квантовой механики. Именно она образует базис для синтеза, объединяющего свойства микромира и макромира, поскольку она вводит необратимость в фундаментальное описание природы.

Мотивацией нашей работы был парадокс времени. Но парадокс времени не существует сам по себе. С ним тесно связаны два других парадокса, которые, как мы увидим, имеют самое непосредственное отношение к отрицанию стрелы времени: "квантовый парадокс" и "космологический парадокс".

В квантовой механике фундаментальное описание проводится в терминах "волновых функций". Принципиальное различие между классической динамикой и квантовой механикой состоит в том, что классические траектории непосредственно соответствуют "наблюдаемым", тогда как квантовомеханические волновые функции соответствуют амплитудам вероятности. Чтобы получить сами вероятности, нам необходим дополнительно "коллапс" волновой функции, не входящий в фундаментальное уравнение квантовой механики (мы имеем в виду уравнение Шредингера, играющее в квантовой механике роль, аналогичную уравнению Ньютона в классической динамике), Двойственная структура квантовой механики - волновая функция и ее коллапс - приводит к концептуальным трудностям и спорам, продолжающимся с момента возникновения квантовой механики на протяжении вот уже более шестидесяти лет. Хотя квантовую механику с полным основанием называли наиболее успешной из всех существующих физических теорий, ей так и не удалось выяснить физическую природу "коллапса". Многие физики пришли к заключению, что ответственность за коллапс несет наблюдатель и производимые им измерения. В этом и заключается квантовый парадокс, вводящий субъективный элемент в наше описание природы.

Между парадоксом времени и квантовым парадоксом существует тесная аналогия. Оба парадокса приписывают нам весьма удивительную роль. Человек отвечает и за стрелу времени, и за переход от квантовой "потенциальности" к квантовой "актуальности", т.е. за все особенности, связанные со становлением и событиями в нашем физическом описании.

Теперь мы можем дать реалистическую интерпретацию квантовой теории. Поскольку описание квантовых хаотических систем производится не в терминах волновых функций, а в терминах вероятностей, отпадает необходимость в "коллапсе волновой функции". Мы подробно покажем, как временная эволюция хаотических систем трансформирует волновые функции в ансамбли. Именно квантовый хаос, а не акт наблюдения, опосредствует наш доступ к природе.

Элементы, включающие в себя хаос, стрелу времени и решение квантового парадокса, приводят нас к более единой концепции природы, в которой становление и "события" входят на всех уровнях описания. Этим объясняется название нашей книги: "Время, хаос и квант". В традиционном понимании законы природы были законами, описывающими замкнутую детерминистическую Вселенную, прошлое и будущее которой считались эквивалентными. Такое положение рассматривалось как триумф человеческого разума, проникшего за кажимость изменения. Однако этот подход привел к отчуждению фундаментальной физики, мыслившей в терминах традиционных законов природы, от всех остальных наук, исходивших в своих описаниях из допущения о существовании стрелы времени. Теперь мы понимаем, что детерминистические симметричные во времени законы соответствуют только весьма частным случаям. Они верны только для устойчивых классических и квантовых систем, т.е. для весьма ограниченного класса физических систем. Что же касается несводимых вероятностных законов, то они приводят к картине "открытого" мира, в котором в каждый момент времени в игру вступают все новые возможности.

Мы упомянули третий парадокс: космологический парадокс. Современная космология приписывает нашей Вселенной возраст: Вселенная родилась в результате Большого Взрыва около 15 миллиардов лет назад. Ясно, что это было событием. Но в традиционную формулировку законов природы события не входят. Траектории или волновые функции не начинаются и не кончаются. Вот почему гипотеза Большого Взрыва поставила физику "перед ее величайшим кризисом". Стивен Хокинг и другие высказали предположение о том, что Большой Взрыв мог иметь чисто геометрический характер. В геометрической Вселенной время было бы "акцидентом". Космологическое время было бы иллюзией: различие между временем и пространством, проводимое общей теорией относительности Эйнштейна, исключалось путем введения "мнимого" времени, которое должно было рассматриваться как реальное. Именно это мы имеем в виду, когда говорим о "космологическом парадоксе". Такой подход привел бы к окончательному уничтожению всякой связи между бытием и становлением. Как пишет Хокинг о Вселенной, "она просто должна быть, и все!" (Hawking S. A Brief History of Time. From the Big Bang to Black Holes. - N.Y.: Bantam Books, 1988. P. 136. [Русский перевод: Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени. - М.: Мир, 1990. С. 123.1)

С нашей точки зрения, события являются следствием неустойчивостей хаоса. Это утверждение остается в силе на всех уровнях, включая и космологический. В рамках детерминистического подхода все, в том числе и создание этой книги, предопределено с момента Большого Взрыва. В нашей же формулировке законов природы последние относятся к вероятностям. Мы приходим к образу природы на ранних этапах ее развития, аналогичному образу ребенка: отваживаясь делать свои первые шаги, ребенок может в дальнейшем стать музыкантом, юристом или зубным врачом, но выбрав что-нибудь одно, а не все сразу. К счастью для нас, эволюция Вселенной привела к жизни на Земле и, в конечном счете, к появлению человека.

В своей недавно изданной книге "От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени" Стивен Хокинг замечает в заключение: "Если мы действительно откроем полную теорию, то со временем ее основные принципы станут доступны пониманию каждого, а не только нескольким специалистам. И тогда все мы, философы, ученые и просто обычные люди, сможем принять участие в дискуссии о том, почему так произошло, что существуем мы и существует Вселенная. И если будет найден ответ на такой вопрос, это будет полным триумфом человеческого разума, ибо тогда нам станет понятен замысел Бога"(Hawking S. A Brief History of Time, op. cit., p. 175. [Русский перевод: Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. краткая история времени. - М.: Мир, 1990, с. 147.]).

В этом случае мы разделили бы с Ним Его атемпоральное видение Вселенной и могли бы понять вечную необходимость за рамками внешних проявлений становления.

Точка зрения Хокинга отражает традиционные представления о том, что должно быть высшей целью физики. В прошлом физики неоднократно утверждали, что все великие проблемы вскоре будут решены и теоретической физике наступит конец. В наши дни, как было показано в гл. 11, конец теоретической физики отождествляется с созданием некоторой "Теории всего на свете", почти магического суперзакона, из которого мы могли бы вывести все формы физической реальности - от элементарных частиц и фотонов до атомов химических элементов и черных дыр. Теория всего на свете свела бы Вселенную к некоторому тождеству, к некоторому фундаментальному вневременному описанию.

Однако утверждению о том, что мы подошли теперь к "концу" науки, можно придать и совершенно иной смысл. Нобелевская конференция 1989 г., состоявшаяся в Колледже Густава Адольфа (г. Сент-Питер, штат Миннесота), была озаглавлена "Конец Науки", но смысл и содержание этих слов были далеко не оптимистичны. Организаторы Конференции выступили с заявлением: "Поскольку мы занимаемся изучением мира сегодня, нас не покидает все более острое ощущение того, что мы подошли к концу науки, что наука как некая универсальная объективная разновидность человеческой деятельности завершилась". И далее: "Если наука не претендует на изучение внеисторических универсальных законов, а признает себя социальной, временной и локальной, то не существует способа говорить о чем-то реальном, лежащем вне науки, о чем-то таком, что наука лишь отражает"(Конференция, состоявшаяся 3-4 октября 1989 г. в Колледже Густава Адольфа в г.Сент-Питер, штат Миннесота.).

Это утверждение вторит эхом убеждению Эйнштейна, о котором мы упоминали в гл. 2: если наука не может претендовать или по крайней мере не пытается быть "всего лишь" отражением реальности, существующей вне нас, если наука - всего лишь продукт человеческой истории, столь же относительный, как и все остальное, то ее объективность утрачивается. Наука становится столь же субъективным предприятием, как и многие другие виды человеческой деятельности. Основной тезис нашей книги прямо противоположен. Великие законы физики не являются "всего лишь" отражениями реальности, как не являются и "всего лишь" социальными или историческими конструкциями. Классический идеал объективности (и подразумеваемое им отрицание времени) не имеет экстраисторического статуса. Это был дерзновенный и могучий идеал, возникший на почве западной культуры в XVII веке. Но этот идеал ничуть не соответствует тем произвольным суждениям, которые мы вольны по своему усмотрению поддержать или отбросить прочь.

Как было показано в гл. 1, идея объективной физической реальности, воплощенная в динамическом описании, была результатом первой успешной попытки включить время в математическую схему. Более двух веков - от Галилея до Больцмана - ушло на то, чтобы понять, какую цену пришлось заплатить за это достижение: противоречием между фундаментальными законами физики, с одной стороны, и процессами, характеризуемыми нарушением симметрии во времени - с другой стороны.

Современная физика рассматривает стрелу времени как одно из существенных свойств реальности. За последние десятилетия развитие физики происходило в неожиданных направлениях, конкурировавших между собой за то, чтобы придать конструктивное значение идее, согласно которой мы живем во временном мире. Кто мог бы предсказать лет тридцать назад, что неравновесность приведет к самоорганизации в том виде, в каком мы наблюдаем ее в гидродинамических неустойчивостях типа ячеек Бенара? Кто мог бы предсказать существование нестабильных частиц, хаотической динамики или эволюционной космологии? Физическая реальность, которую мы описываем сегодня, является временной. Она охватывает законы и события, достоверности и вероятности. Вторжение времени в физику отнюдь не свидетельствует об утрате объективности или умопостигаемости. Наоборот, оно открывает путь новым формам объективной познаваемости.

Нарушение симметрии во времени на микроскопическом уровне, находящееся в центре нашей книги, не является результатом отказа от идеала совершенного знания. К нему нас вынуждает динамика хаоса. Через понятие временного горизонта неустойчивость впервые появилась как ограничение, вызванное чувствительностью к начальным условиям (гл. 4). Но теперь мы вышли за рамки "негативных" утверждений и пришли к формулировке законов природы, охватывающих хаос и стрелу времени. Преобразование самого смысла хаоса от препятствия на пути к познанию к новому объекту познания является наиболее фундаментальным и неожиданным решением нашей первоначальной проблемы - поиска решения парадокса времени.

Включение в динамику вероятности и необратимости заведомо не может быть выведено из некоторой внеисторической необходимости. Стрела времени не проникла бы на фундаментальный уровень физики, не будь новых вопросов, возникших в результате поиска удобного случая для решения парадокса времени. Понятие благоприятной возможности понимается в науке как исторический, происходящий во времени, диалог человека с природой, диалог, в котором оперирующее символами мышление играет существенную роль.

Как писал один из нас тридцать лет назад, символьное мышление создает мир, который в одно и то же время "беднее и упрощеннее, богаче и интенсивнее"(Prigogine I. Symboles en physique. Cahiers internationaux du symbolisme, 1962, n. 3, p. 2.) . Мысль, оперирующая символами и работающая в классической или квантовой физике, усиливает те аспекты физической реальности, которые выделяют симметрию во времени. В этом смысле воплощенную в символах мысль можно сравнить с произведением искусства. Подобно произведению искусства, она имеет свои ограничения. Она возбуждает и чувство восхищения, и чувство неудовлетворенности. Она бросает нам вызов, побуждая идти вперед. Именно поэтому парадокс времени играет центральную роль в нашей книге. Он является движущей силой всей нашей работы, тем стимулом, который один из нас ощущал на протяжении многих лет. Время не может возникнуть из невремени. Вневременные законы физики мы не можем считать подлинным "отражением" фундаментальной истины физического мира, ибо такая истина делает нас чужими в этом мире и сводит к простой видимости множество различных явлений, которые мы наблюдаем.

Ту же неудовлетворенность выражали и другие физики. Совсем недавно Роджер Пенроуз писал в своей книге "Новый разум императора": "Наше сегодняшнее непонимание фундаментальных законов физики не позволяет нам схватить понятие "разума" в физических или логических терминах"(Penrose R. The Emperor"s New Mind. - L.: Vintage, 1990, p. 4-5.) . Как и мы, Пенроуз особо выделяет проблему времени: "По моему мнению, наша современная картина физической реальности, особенно в том, что касается природы времени, чревата сильнейшим потрясением, еще более сильным, чем то, которое вызвали теория относительности и квантовая механика в их современной форме"(Ibid., p. 480.). Однако, насколько можно судить, Пенроуз ожидает решения проблемы со стороны квантовой теории гравитации, т.е. теории, объединяющей общую теорию относительности и квантовую механику. Наша стратегия носит более консервативный характер, поскольку мы исходим из проблемы, которая относится к фундаментальным законам физики в том виде, как они существуют сегодня, - проблемы динамической неустойчивости. Но Пенроуз прав в том, что нам действительно необходимо "новое понимание этих фундаментальных законов". Каждый исторический период имеет свои характерные проблемы, своего рода вехи, указывающие нерешенные задачи. Величайшее удивление вызывает то, что решение вековой проблемы - парадокса времени дает решения и других парадоксов современной физики - квантового парадокса и до некоторой степени космологического парадокса.

И все же этого можно было ожидать. Все три парадокса тесно связаны между собой. Исключение стрелы времени с необходимостью приводит к двойственному описанию Вселенной; с одной стороны к обратимым во времени микроскопическим законам, выражаемым в терминах траекторий или волновых функций, с другой стороны - к феноменологическим законам с нарушенной симметрией во времени. Именно ко второму, феноменологическому, уровню относится описание жизни. Здесь мы снова встречаемся с традиционным декартовским дуализмом между материей, характеризуемой протяженностью, и человеческим разумом с присущей ему способностью мыслить. Теория относительности и квантовая механика служат хорошими примерами такого дуализма. Общая теория относительности Эйнштейна стремится к геометрическому видению мира, утонченной форме декартовой протяженности. Что же касается квантовой механики, то ее "двойственная" структура служит явным выражением декартовского дуализма. Амплитуды вероятности, эволюция которых следует детерминистическому обратимому во времени уравнению, можно уподобить потенциальностям в отличие от актуальных, наблюдаемых, вероятностей. Необходимо ли в таком случае рассматривать мир как потенциальную возможность для наших наблюдений? Некоторые физики заходят так далеко, что отводят человеческому разуму центральное место в квантовой механике: мир, описываемый в терминах волновых функций, "жаждет" обрести наблюдателя, который актуализирует его, мира, потенциальную возможность. С нашей точки зрения предоставление наблюдателю центрального места является следствием парадокса времени. Мы имеем доступ к квантовому миру только через актуальные события, объекты нашего вероятностного описания с нарушенной симметрией во времени.

Квантовая механика показывает, что обратимый во времени мир, описываемый уравнением Шредингера, есть также мир непознаваемый. Познание предполагает возможность воздействия мира на нас или наши приборы. Оно предполагает не только взаимодействие между познающим и познаваемым, но и то, что это взаимодействие создает различие между прошлым и будущим. Становление есть и неотъемлемый элемент реальности, и условие человеческого познания.

В этом смысле организаторы Нобелевской конференции были правы. Мы подошли к "концу науки", к концу представления о классической рациональности, связывающей понимание с открытием детерминистических законов, открытием бытия за рамками становления. Вспомним, что для Эйнштейна любое отклонение от этого идеала означало отказ от возможности претендовать на "понимание" мира, основного назначения науки. Однако мы не можем по очевидным причинам согласиться с такими взглядами, соответствующими весьма специфической интерпретации того, что включает в себя познание, или "понимание". Слеп был бы рабовладелец, который считал бы, что понимает своих рабов, поскольку они подчиняются его приказам и следуют установленным им правилам. Там, где речь заходит о живых существах, будь то лошади, собаки или кошки, мы не отождествляем понимание с послушным выполнением правил или законов. Мы отказались бы признать "настоящей" кошку, поведение которой всегда было бы предсказуемым. Но там, где дело касается физики, наши ожидания, очевидно, совершенно иные. Правда, и в этом случае остается в силе мнение, которого придерживался Набоков: "То, что полностью контролируемо, никогда не бывает вполне реальным. То, что реально, никогда не бывает вполне контролируемым"(Это - лапидарная формулировка сути набоковской "метафизики" в "Аде", как ее излагает Катерина Хейлес. См.: Hayles N.K. The Cosmic Web. Scientific Field Modes and Literary Strategies in the 20th Century. - Ithaca: Cornell University Press, 1984, p. 136.) .

Многие философы подчеркивали роль творческого, созидательного начала как условия человеческого и физического существования. Уайтхед писал: "Созидание есть актуализация потенциальности, и процесс актуализации есть событие человеческого опыта... Процесс созидания есть форма проявления единства Вселенной"(Whitehead A.N. Adventures of Ideas. - N.Y.: Macmillan Co., 1933, p. 230-231.). Но введение "созидания" в наше понимание физической реальности требует метафизики, враждебной или по крайней мере чуждой науке. Новый, неожиданный элемент состоит в том, что, начав с традиционной формулировки науки, мы вышли из этого противоречия.

Формулировка фундаментальных законов природы, предлагаемая физикой, соединяет два элемента, которые мы теперь в состоянии разделить. Одним из элементов было требование подлинного "диалога с природой", означающего, что человеческий разум должен принимать уточняющие ограничения экспериментальной проверки и строгое математическое описание. С этой точки зрения самая возможность открытия законов природы не могла не вызывать удивления, о чем свидетельствует скептический прием, оказанный в XVIII в. рационалистами законам Ньютона. Другим элементом была перспектива "всезнания", или "всемогущества" тех, кто этими законами проникается. Весьма парадоксально, что западная наука, видевшая свою высшую цель в том, чтобы прислушиваться к фактам природы (в отличие от претенциозных притязаний метафизики), как нельзя лучше удовлетворяет тому, что Ричард Тарнас с полным основанием назвал "глубочайшей страстью западного ума" - к "воссоединению с самой основой своего бытия"(Tarnas R. The Passion of the Western Mind. - N.Y.: Harmony Books, 1991, p. 443.). Открытие фундаментальных, симметричных во времени, детерминистических законов природы отвечает этой страсти, но ценой отторжения основы бытия от созидающей, временной реальности нашего бытия. Мы думаем, что и поиск решения парадокса времени также проистекает от этой "страсти западного ума". Но динамический хаос как физическая картина "основы бытия" не является метафизической истиной. Подобно самим фундаментальным классическим законам природы, динамический хаос есть продукт нашего изобретательного и требовательного диалога с природой.

Природа физических законов

Попробуем, не прибегая к специальной терминологии, кратко резюмировать наши основные шаги на пути к решению парадокса времени. Основное новое понятие, описанное в этой книге, - формулировка несводимых вероятностных законов природы. Как было показано в гл. 5-8, традиционно существовали две формулировки физических законов: одна в терминах траекторий или волновых функций, другая в терминах статистических ансамблей. Но такая статистическая формулировка не была несводимой. Она была вполне применима к отдельным траекториям или волновым функциям. Иначе говоря, при статистическом подходе не появлялись новые динамические свойства. В результате необратимое приближение к равновесию традиционно было принято связывать с приближенностью, "крупнозернистостью" описания, а стрелу времени приписывать неполноте нашего знания. Предложенная нами несводимая формулировка порывает с этой ситуацией. Необратимость и вероятность становятся объективными свойствами. Они выражают то обстоятельство, что наблюдаемый нами физический мир не может быть сведен к отдельным траекториям или отдельным волновым функциям. Переход от ньютоновского описания в терминах траекторий или шредингеровского описания в терминах волновых функций к описанию в терминах ансамблей не влечет за собой потери информации.

Наоборот, такой подход позволяет включить новые существенные свойства в фундаментальное описание неустойчивых хаотических систем. Свойства диссипативных систем перестают бьггь только феноменологическими, а становятся свойствами, не сводимыми к тем или иным особенностям отдельных траекторий или волновых функций.

Но существуют классические системы, устойчивые и обратимые во времени. Как мы теперь понимаем, они соответствуют предельным ситуациям, исключительным случаям. В квантовой механике ситуация еще более сложная, так как нарушение симметрии во времени явно признается необходимым для наблюдения квантового мира, т.е. для перехода от амплитуд вероятности к вероятности. В нашей формулировке законов природы характерные (представляющие) ситуации принадлежат к классу неустойчивых хаотических систем, которые мы отождествили с существованием несводимых вероятностных представлений. Это новое определение динамического хаоса включает в себя его обычное определение (в простых ситуациях, например в случае отображений, рассмотренных нами в гл. 5 и 9, оба определения эквивалентны) и допускает обобщение на более сложные ситуации (гл. 10 и 11), соответствующие подавляющему большинству случаев, представляющих физический интерес.

Как ни удивительно, но новая формулировка законов динамики позволяет решать и некоторые технические проблемы. Смысл хаоса состоит ныне не в том, что он ставит предел нашему знанию, - хаос позволяет по-новому сформулировать то, что нам надлежит познать. В классической динамике законы хаоса мы ассоциируем с описанием долговременной эволюции отображений (см. гл. 5 и 9) и с интегрированием "неинтегрируемых" систем Пуанкаре. Иначе говоря, наши методы дают нам алгоритмы, более мощные, нежели алгоритмы классической динамики. Аналогично, в квантовой механике наши алгоритмы позволяют устранить трудности, стоящие на пути реализации программы Гейзенберга, т.е. решения задачи на собственные значения. Даже такая простая проблема, как задача о потенциальном рассеянии, приводит к неинтегрируемым системам Пуанкаре. Именно поэтому физики были вынуждены обратиться к теории S-матрицы, т.е. к идеализации рассеяния, рассматривающей процесс взаимодействия как происходящий в течение ограниченного времени. Для простых проблем такое упрощение вполне удовлетворительно, однако оно исключает из рассмотрения неисчезающие взаимодействия, которые встречаются в статистической механике (в задаче N тел или космологии). Учитывая все это, необходимо обратиться к нашей новой формулировке.

Причина успеха нового подхода кроется в переходе к более мощным математическим средствам. Хорошо известно, что задача, неразрешимая с помощью одного алгоритма, может стать разрешимой, если мы обратимся к другому алгоритму. Вопрос о существовании корней алгебраического уравнения неразрешим в области вещественных чисел (некоторые алгебраические уравнения могут не иметь ни одного вещественного корня), но стоит нам перейти в область комплексных чисел, как ответ становится очень простым: каждое алгебраическое уравнение n-ой степени имеет n корней. Знаменитая теорема Геделя утверждает, что не существует конечной аксиоматической системы, в рамках которой были бы разрешимы все проблемы. Поэтому отношение между проблемами и средствами, необходимыми для их решения, - процесс открытый, творческий, способный служить великолепной иллюстрацией творческого созидания человеком смысла, свободного и в то же время ограниченного решаемой задачей.

Введение несводимых вероятностных представлений подразумевает переход от гильбертова пространства к обобщенным пространствам. Еще в самом начале нашей книги мы упомянули об аналогии с переходом от евклидовой к римановой геометрии (см. также гл. 7 и 11). Действительно, гильбертово пространство является обобщением евклидова пространства при переходе от конечномерных векторов к функциям. В гильбертовом пространстве мы используем только "хорошие" функции (с конечной нормой, см. гл. 7), в то время как в обобщенном пространстве разрешается также использовать сингулярные, обобщенные, функции. В результате возникает необходимость в пробных функциях. Это существенный элемент перехода к несводимым вероятностным представлениям.

Другим существенным элементом является существование хронологического (временного) упорядочения. В гармоническом осцилляторе (классическом или квантовом) время однозначно связано с законами движения. Но в неинтегрируемых системах время играет двойственную роль (см. гл. 9 и 10). Возникает естественное упорядочение, связанное с течением времени. Простейший тому пример - различие между запаздывающими опережающими потенциалами, введенное еще в гл. 1. В общем виде это временное упорядочение может быть осуществлено на статистическом уровне описания в терминах ансамблей. Именно этот подход и позволяет нам получать несводимые представления. Если устойчивые системы ассоциируются с понятием детерминистического, симметричного, времени, то неустойчивые хаотические системы ассоциируются с понятием вероятностного времени, подразумевающего нарушение симметрии между прошлым и будущим.

Ограниченность традиционного описания в терминах отдельных траекторий или отдельных волновых функций не должно быть чем-то удивительным. Когда мы толкуем об истории архитектуры, то имеем в виду не отдельные кирпичи, а здания в целом. С возрастом мы стареем, но этот процесс затрагивает не отдельные атомы и молекулы, а отношения между ними. Нередко приходится слышать, что история в наши дни все ускоряет и ускоряет свой бег. И в этом случае сказанное относится не к изменению природы отдельных людей, а к изменению отношений между ними, возникшему в результате небывалого развития средств связи, которое привело к созданию глобальной коммуникационной сети. Даже рождение новых идей у того или иного человека обусловлено тем, что мы погружены в разделяемый многими мир значений, проблем и отношений. Ситуация, с которой мы сталкиваемся в физике, много проще. Однако и в этом случае нам надлежит выйти за рамки концепции времени как параметра, описывающего движения отдельных систем. Адекватное физическое описание хаотических систем, эволюции во времени, включающее в себя необратимость и вероятность, достижимо только на уровне ансамблей.

Объединяющая роль хаоса

Мы глубоко убеждены в том, что наш подход приводит к более согласованному и единообразному описанию природы. Между фундаментальными законами физики и всеми остальными уровнями описания, включающего в себя химию, биологию и гуманитарные науки, существовал разрыв. Устойчивые динамические системы, а также конечные квантовые системы, описываемые в терминах волновых функций, исторически стали исходными пунктами для построения великих теоретических схем физики. Эти схемы показали в увеличенном виде то, что теперь представляется нам весьма частными случаями, и экстраполировали их далеко за пределы области применимости каждого такого случая.

Подобная новая перспектива глубоко трансформирует взаимосвязь между науками. Теперь перед нами открывается возможность избежать парадокса, который во имя фундаментальных законов низводит время до иллюзии, относя человеческий опыт к некоторой субъективности, лежащей вне природы.

На предыдущих страницах мы встречали два совершенно различных проявления хаоса, динамический хаос на микроскопическом уровне и диссипативныи хаос на макроскопическом уровне. Эти две разновидности хаоса не следует смешивать. Динамический хаос лежит у самого основания микроскопической физики, он включает в себя нарушение симметрии во время и служит фундаментом макроскопических явлений, управляемых вторым началом термодинамики, в число которых входят приближение к равновесию, а также диссипативные структуры и диссипативныи хаос. При исследовании макроскопических уравнений, описывающих диссипативные физические процессы или химические превращения, мы сталкиваемся с системами, микроскопическое описание которых относится уже к хаотическим системам.

Мы знаем, что вдали от равновесия может существовать множество различных аттракторов. Одни из них порождают периодический режим, как в химических часах, другие - диссипативныи хаос. Все эти диссипативные явления представляют собой макроскопические реализации хаотической динамики. Только через исследование нелинейных динамических систем мы можем постичь объединяющий элемент в неисчерпаемом разнообразии ситуаций, наблюдаемых в природе, от беспорядочного излучения абсолютно черного тела до таких высокоорганизованных систем, как живые существа. Такой объединяющий элемент не мог бы быть обнаружен, если бы фундаментальный уровень описывался в терминах интегрируемых систем (или конечных квантовых систем).

"Хаос" и "материя" - понятия, тесно взаимосвязанные, 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 взаимосвязь еще и на космологическом уровне, так как самый процесс обретения материей физического бытия, согласно современным представлениям, связан с хаосом и неустойчивостью. Таково заключение гл. 11. Эйнштейновская космология стала венцом достижений классического подхода к познаваемости, определяемой как идентификация. В стандартной модели материя задана: она эволюционирует только в соответствии с фазами расширения Вселенной. Но, как мы видели, неустойчивость возникает, стоит нам только учесть проблему рождения матери. Таким образом, особая точка Большого Взрыва заменяется рождением материи и кривизны пространства-времени. Эйнштейновское пространство-время, соответствующее искривленной Вселенной, при нашем подходе возникает как следствие необратимых процессов.

Стрела времени становится принципиально важным элементом, лежащим в основе самих определений материи и пространства-времени. Однако наша модель не соответствует рождению стрелы времени из "ничего". Космологическая стрела времени уже предполагается неустойчивостью квантового вакуума. Действительно, направление времени, различие между прошлым и будущим, никогда не было столь существенным, как в планковский период, соответствующий возникновению нашей Вселенной из квантового вакуума. Как заметил Уайтхед, "способность к сотворению, т.е. рождению, различия между прошлым и будущим через становление является непреложным фундаментальным фактом"(Whitehead. Process and Reality. Исправл. издание. - N.Y.: The Free Press, Macmillan, 1979, p. 21.) .

Можем ли мы пойти дальше? Если хаос появляется как объединяющий элемент в обширной области от классической механики до квантовой физики и космологии, то не возникает ли возможность построения "теории всего на свете", или сокращенно ТВС?

Здесь мы считаем своим долгом высказать некоторые предостережения. прежде всего подчеркнем, что неустойчивость связана с вполне определенной формой динамики. Классический хаос есть нечто совершенно другое, чем квантовый хаос, и мы весьма далеки от большой единой схемы, охватывающей квантовую теорию и теорию относительности. Кроме того, классическая ТВС, как писал Стивен Хокинг, претендует на то, чтобы постичь замыслы Бога, т.е. достичь фундаментального уровня описания, исходя из которого все явления (по крайней мере в принципе) можно было бы вывести детерминистическим способом. Мы же говорим о совершенно иной форме унификации. ТВС, которая включала бы в себя хаос на самом глубоком уровне физики, не приводила бы к редукционистскому, вневременному описанию. Более высокие уровни допускались бы фундаментальными уровнями, но не следовали бы из них. Унифицирующий элемент, вводимый хаосом, соответствует концепции открытого эволюционизирующего мира, в котором, по словам Поля Валери, "время есть конструкция"(Valery P. Cahiers, vol. 1. Bibliotheque de la Pleiade. - Paris: Gallimard, 1973,p.1303).

Как это часто бывает, новые перспективы приводят к переоценке прошлого. Карл Рубино(Rubino С. Managing the Future. Science and the Humanities and the Myth of Omniscience. Направлено в "World Future".) заметил, что Аристотель отверг вечный и неизменный мир, описываемый Платоном. В своей "Этике" Аристотель доказывал, что акты нашего выбора не определяются нашим характером. Наоборот, последовательность актов выбора делает нас теми, кто мы есть. Этика является не областью дедуктивного знания, а "практической мудростью", искусством делать надлежащий выбор относительно неопределенного будущего. Мы должны удержаться от платоновского искушения отождествить этику с поиском незыблемых достоверностей. Такой подход, как подчеркивает Рубино, был частью аристотелевской мудрости: при рассмотрении 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 в состоянии постичь и позитивный смысл этого суждения на примере описанной нами трансформации концепции хаоса. Покуда мы требовали, чтобы все динамические системы подчинялись одним и тем же законам, хаос был препятствием на пути к познанию. В замкнутом мире классической рациональности поиск знания мог легко приводить к интеллектуальному снобизму и высокомерию. В открытом мире, который мы сейчас учимся описывать, теоретическое знание и практическая мудрость нуждаются друг в друге.

Узкая тропинка

В конце жизни Эйнштейну преподнесли сборник статей о нем, среди которых был очерк выдающегося математика современности Курта Геделя. Гедель совершенно серьезно воспринял утверждение Эйнштейна о том, что время как необратимость - всего лишь иллюзии, и представил Эйнштейну космологическую модель, в которой человек мог отправиться назад в свое прошлое. Гедель даже подсчитал количество топлива, необходимое для такого путешествия. У Эйнштейна идеи Геделя не вызвали особого энтузиазма. В своем ответе Эйнштейн заметил, что не может поверить, будто кому-нибудь удастся "телеграфировать в собственное прошлое". Эйнштейн даже добавил, что невозможность возвращения в прошлое должна побудить физиков пересмотреть проблему необратимости. Сколь бы сильным ни было искушение вечностью, путешествие назад по времени означало бы отрицание реальности мира. Для Эйнштейна оказалось неприемлемым предложенное Геделем радикальное подтверждение его, Эйнштейна, собственных взглядов.

Аналогичную реакцию мы находим в прекрасной новелле великого писателя Хорхе Луиса Борхеса. В рассказе "Новое опровержение времени" Борхес описывает теории, объявляющие время иллюзией, и замечает в заключение: "И все же, и все же... Отрицание временной последовательности, отрицание себя, отрицание астрономической Вселенной - все это акты отчаяния и тайного сожаления... Время - это субстанция, из которой я состою. Время - это река, уносящая меня, но я сам река; это тигр, пожирающий меня, но я сам тигр: это огонь, поглощающий меня, но я сам огонь. Мир, к сожалению, реален; я, к сожалению, Борхес"(Borges J.L. A New Refutation of Time. - In: Borges J.L. Labyrinths. Penguin Modern Classics. - Penguin Books, 1970, p. 269.). Время и реальность нерасторжимо связаны между собой. Отрицание времени может быть актом отчаяния или казаться триумфом человеческой мысли, но это всегда отрицание реальности.

Отрицание времени было искушением и для Эйнштейна, ученого, и для Борхеса, поэта. Оно отвечало глубокой экзистенциальной потребности. Эйнштейн неоднократно повторял, что научился у Достоевского большему, чем у любого физика. В письме к Максу Борну (1924 г.) Эйнштейн заметил, что если бы ему пришлось отказаться от строгой причинности, то он предпочел бы стать "сапожником или крупье в игорном доме, нежели физиком"(Born M., ed. The Born-Einstein Letters. - N.Y.: Walker, 1971, p. 82), физика, для того чтобы она имела в глазах Эйнштейна какую-то ценность, должна была удовлетворять его потребности в избавлении от трагедии человеческого существования. "И все же, и все же..." Столкнувшись со следствием собственных идей, доведенных Геделем до предела, с отрицанием той самой реальности, которую призван познать физик, Эйнштейн отступил.

Эйнштейн придерживался глубоко пессимистических взглядов на человеческую жизнь. Он жил в особенно трагический период человеческой истории, в период фашизма, антисемитизма и двух мировых войн. Но его видение физики отождествлялось с наивысшим триумфом человеческого разума над миром, триумфом, удовлетворяющим страстному стремлению отделить чистое объективное знание от области неопределенного и субъективного. Это стремление может объяснить превалирование бытия над становлением на протяжении большей части истории физики. французский философ Эмиль Мейерсон усматривал в попытке сведения природы к тождеству основную движущую силу западной науки(Meyerson E. Identity and Reality. - L.: Alien and Unwm, 1930. ). Эта движущая сила парадоксальна, подчеркнул Мейерсон, так как стремление к идентификации уничтожает то, что должно познать. Что остается от нашего отношения к миру, если этот мир сводится к некоторой геометрической истине? В этом - наиболее полное выражение парадокса времени, с которым в конце концов столкнулся Эйнштейн. Для Геделя способность двигаться вспять во времени, в прошлое, по-видимому, была триумфом человеческого разума, триумфом полного контроля над нашим существованием. Однако она также со всей очевидностью обнаружила все безумие такой концепции разума, такого отрицания всех возможных ограничений, без которых не было бы созидания и творчества, ибо не было бы реальности, бросающей вызов нашим надеждам и планам.

Но и то, что полностью случайно, также лишено реальности. Мы можем понять отказ Эйнштейна от случая как от универсального ответа на наши вопросы. Мы должны отыскать узкую тропинку, затерявшуюся где-то между двумя концепциями, каждая из которых приводит к отчуждению: концепцией мира, управляемого законами, не оставляющими места для новации и созидания, и концепцией, символизируемой Богом, играющим в кости, концепцией абсурдного, акаузального мира, в котором ничего нельзя понять. Это означало бы разочарование, ведущее к стоицизму Жака Моно, открывшего Вселенную, лишенную какого бы то ни было смысла, глухую к нашей музыке, Вселенную, в которой мы появились случайно к вящему гневу и отчаянию шекспировского Макбета.

Поиск тропинки, основная тема нашей книги, может служить отличной иллюстрацией созидательной роли человека в истории науки. Как ни странно, роль творческого начала в науке часто недооценивалась. Всякий знает, что если бы Шекспир, Бетховен или Ван Гог умерли вскоре после своего рождения, то никто другой не смог бы повторить их свершений. Верно ли аналогичное утверждение применительно к ученым? Разве кто-нибудь еще не смог бы открыть классические законы движения, не будь Ньютона? Разве формулировка второго начала термодинамики столь нерасторжимо связана с личностью Клаузиуса? В этом противопоставлении литературы, музыки и изобразительного искусства, с одной стороны, и науки - с другой стороны, есть своя правда, резон. Наука - дело коллективное. Решение научной проблемы, чтобы оно было приемлемым, должно удовлетворять точным критериям и требованиям. Однако эти ограничения отнюдь не исключают творческого начала, напротив, бросают ему вызов.

Конструирование парадокса времени само по себе является выдающимся достижением творческой мысли. Разве могла бы наука, жестко ограниченная рамками эмпирических фактов, даже мечтать об отрицании стрелы времени, если все явления природы свидетельствуют об обратном? Но научное творчество - не только полет фантазии и формулировка симметричных во времени законов, которые привели к построению величественного здания классической физики, увенчанного двумя великими достижениями физики XX века - квантовой механикой и общей теорией относительности. В этом и состоит загадочная красота физики. Точно так же решение парадокса времени не могло быть только результатом полета фантазии или появиться благодаря чьему-то убеждению или обращению к здравому смыслу. Речь шла даже не о том, чтобы просто найти слабые места в здании классической физики. Парадокс времени был решен с помощью теоремы Пуанкаре, открытия динамической неустойчивости и

Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994. - С. 4-12, 41-73, 247-263.

Размещено на .ru