Происхождение Вселенной 3 страница

В пьесе «Юлий Цезарь» Кассий говорит Бруту: «Порою люди – кузнецы своей судьбы». Но действительно ли мы кузнецы своей судьбы? Или все, что мы делаем, предопределено? Аргумент о предопределении использовался для подтверждения того, что Бог всемогущ и существует вне времени, и, стало быть, Бог заранее знает, что произойдет. Но тогда как мы можем обладать свободной волей? А если мы не обладаем свободной волей, то как мы можем отвечать за свои действия? Вряд ли это вина человека, если ему предопределено ограбить банк. Так почему же он должен быть наказан?

В последнее время аргумент в пользу детерминизма основывается на науке. Представляется, что существуют четко определенные законы, управляющие тем, как Вселенная и все сущее в ней развиваются во времени. Хотя мы еще не нашли точную форму этих законов, но уже знаем достаточно, чтобы определить, как ведет себя Вселенная во всех ситуациях, кроме экстремальных. Найдем ли мы остальные законы в сравнительно близком будущем – это зависит от точки зрения. Я оптимист и думаю, что шансы – пятьдесят на пятьдесят в пользу того, что мы найдем их в ближайшие двадцать лет. Но даже если не найдем, это на самом деле не имеет значения для спора. Важно то, что должен существовать набор законов, которые полностью определяют эволюцию Вселенной по ее начальному состоянию. Эти законы могли быть установлены Богом, но похоже, что Он (или Она) больше не вмешивается в дела Вселенной, чтобы нарушить эти законы.

Начальная конфигурация Вселенной могла быть выбрана Богом или могла определиться сама по научным законам. В любом случае похоже, что все во Вселенной предопределено эволюцией согласно научным законам, так что трудно понять, как мы можем быть кузнецами своей судьбы.

Идея о том, что возможна некая великая единая теория, определяющая все во Вселенной, вызывает много трудностей. Прежде всего, такая теория предположительно должна быть компактна и изящна с точки зрения математики. В теории всего должно быть нечто особое и простое. И все же как может некое число уравнений учесть всю сложность и мельчайшие детали того, что мы видим вокруг? Можно ли действительно поверить, что великая единая теория определила, будто первой в хит‑параде этой недели будет Шинейд О'Коннор или что на обложке «Космополитен» появится Мадонна?

Вторая проблема с предопределением всего великой единой теорией заключается в том, что все наши утверждения, любые догадки тоже предопределены этой самой теорией. Но почему она должна предопределить, что мы сформулируем ее верно? Не более ли вероятно, что мы определим ее ложно, поскольку на каждое истинное высказывание приходится множество всевозможных ложных? Каждую неделю я получаю по почте кучу теорий от разных людей. Эти теории различны, и многие противоречат друг другу. И все же, предположим, великая единая теория предопределила то, что авторы считают себя правыми. Так почему же все, что я говорю, должно быть более здраво? Разве я не так же предопределен великой единой теорией?

Третья проблема с идеей, что все предопределено, заключается в нашем ощущении, будто мы обладаем свободной волей, что мы свободны выбирать, делать что‑либо или нет. Но если все предопределено научными законами, то свободная воля – иллюзия, а коль скоро мы не обладаем свободной волей, на чем же основывается наша ответственность за свои поступки? Мы не наказываем преступников, если они невменяемы, так как считаем, что это не поможет. Но если все мы предопределены великой единой теорией и никто не может помешать нашим поступкам, так почему нужно нести ответственность за свои действия?

Эти проблемы детерминизма обсуждались веками. Однако дискуссия была несколько академичной, так как мы были далеки от полного знания научных законов и не представляли себе, как было определено начальное состояние Вселенной. Сейчас эти проблемы более актуальны, так как есть возможность в ближайшие двадцать лет создать эту единую теорию. А мы понимаем, что начальное состояние могло установиться само собой на основании научных законов, – это следует из моей личной попытки разобраться с этими проблемами. Я не претендую на особую оригинальность или глубину, но это лучшее, что я могу предложить в данный момент.

Начнем с первой проблемы: как может относительно простая и компактная теория лежать в основе Вселенной, такой сложной, со множеством мелких и незначительных деталей? Ключом к этому служит принцип неопределенности из квантовой механики, утверждающий, что нельзя точно измерить и положение частицы, и ее скорость: чем точнее измеряешь положение, тем менее точно можешь измерить скорость, и наоборот. Но в самой ранней Вселенной все было очень близко друг к другу, поэтому существовала огромная степень неопределенности и множество возможных состояний Вселенной. Эти различные возможные ранние состояния разовьются в семейство различных историй Вселенной. Большинство из них в своих основных чертах будут схожи. Они будут соотноситься с единой и ровной расширяющейся Вселенной. Однако они будут различаться такими деталями, как распределение звезд, и более того – такими, как обложки журналов (если, конечно, в тех историях будут журналы). Таким образом, сложность Вселенной вокруг нас и ее детали возникают из принципа неопределенности на ранних стадиях. Это дает полное семейство возможных историй, в которых нацисты победили во Второй мировой войне, хотя такая вероятность и мала. Но мы чисто случайно попали в историю, где войну выиграли союзники и на обложке журнала «Космополитен» изображена Мадонна.

Теперь я вернусь ко второй проблеме: если все наши действия предопределены некой великой единой теорией, почему теория предопределила, что мы придем к правильному, а не к ложному заключению о ней самой? Почему все, что мы говорим, должно быть здравым? Мой ответ основывается на идее Дарвина о естественном отборе. Я понимаю ее так: некоторые самые примитивные формы жизни возникли на Земле самопроизвольно из‑за случайного сочетания атомов; эта ранняя форма жизни, вероятно, была просто большой молекулой, и, вероятно, это была не ДНК, так как шансы случайно образовать целую молекулу ДНК весьма малы.

Ранняя форма жизни должна была воспроизводить себя. Из квантового принципа неопределенности и хаотичного теплового движения атомов следует, что в воспроизведении возникало множество отклонений. Большинство из этих отклонений оказались роковыми для выживания организма и его способности дать потомство. Такие отклонения не передались в последующие поколения, а их носители вымерли. Очень немногие отклонения оказались удачными – чисто случайно. Организмы с такими ошибками имели больше шансов выжить и дать потомство. Таким образом, они могли заменить первоначальные, не усовершенствованные организмы.

Развитие двуспиральной структуры ДНК могло оказаться таким усовершенствованием на ранних стадиях. Вероятно, оно оказалось таким успешным, что полностью вытеснило все более ранние формы жизни, каковы бы они ни были. По мере эволюции развилась центральная нервная система. Существа, правильно осознававшие значение данных, предоставляемых органами чувств, и предпринимавшие соответствующие действия, имели больше шансов выжить и дать потомство. Человек вывел это свойство на новый уровень. Мы очень похожи на приматов и телом, и нашей ДНК, но небольшое отклонение нашей ДНК дало нам возможность развить язык общения. Вследствие этого мы смогли передавать информацию и накапливать опыт из поколения в поколение в устной, а потом и в письменной форме. До того опыт мог передаваться только медленным процессом кодирования в ДНК через случайные отклонения в воспроизведении потомства. Эффектом оказалось драматическое ускорение эволюции. Чтобы создать человека, понадобилось более трех миллиардов лет. Но в течение последних десяти тысяч лет мы создали письменность. Это позволило нам развиться из обитателей пещер до того состояния, когда мы ставим вопрос об окончательной теории Вселенной.

Последние десять тысяч лет процесс биологической эволюции шел очень медленно, и значительного изменения человеческой ДНК не было. Стало быть, наш ум, наша способность делать правильные заключения из информации, поступающей от органов чувств, должны датироваться периодом нашего обитания в пещерах или еще более ранним. Это свойство отбиралось на основе нашей способности убивать определенных животных для еды и не быть убитыми другими животными. Замечательно, что это свойство ума, отобранное для указанных целей, дало нам преимущество в самых разнообразных обстоятельствах нынешнего времени. Вероятно, ответ на вопрос о детерминизме и построение великой единой теории не дадут нам большого преимущества для выживания. Тем не менее ум, который мы развили по другим причинам, может гарантировать, что мы найдем правильные ответы на эти вопросы.

Теперь я вернусь к третьей проблеме – к вопросу свободной воли и ответственности за свои поступки. Мы субъективно чувствуем, что у нас есть способность выбирать, кем быть и что делать. Но это может быть всего лишь иллюзией. Некоторые считают себя Иисусом Христом или Наполеоном, но все они не могут быть правы. Что нам нужно, так это объективный тест, приложимый со стороны, чтобы определить, имеет ли организм свободную волю. Предположим, нас навестило «маленькое зеленое существо» с другой звезды. Как мы можем определить, имеет оно свободную волю или это просто робот, запрограммированный реагировать так же, как и мы?

Окончательный объективный тест на свободу воли будет примерно таким: можно ли предсказать поведение организма? Если можно, то ясно, что он не имеет свободной воли, а его поведение предопределено. А если предсказать его поведение нельзя, это можно взять за рабочее определение признака, что организм имеет свободную волю.

Такому определению свободной воли можно возразить на том основании, что когда мы найдем полную единую теорию, то сможем предсказать все поступки человека. Однако человеческий мозг тоже подвержен принципу неопределенности. Значит, в человеческом поведении существует элемент случайности, ассоциирующийся с квантовой механикой. Но энергии мозга низки, так что неопределенность из квантовой механики в этом случае оказывается мала. Истинная причина невозможности предсказать человеческое поведение состоит в том, что это слишком трудно. Мы уже знаем основные физические законы, управляющие активностью мозга, и они сравнительно просты. Но уравнения, в которых более чем одна‑две частицы, решить слишком сложно. Даже в более простой Ньютоновой теории гравитации можно точно решить уравнения только для случая двух частиц. Для трех и более приходится прибегать к аппроксимациям, и с увеличением числа частиц трудности резко возрастают. Человеческий мозг содержит около 10^26 , или сто миллионов миллиардов миллиардов, частиц. Это слишком много, чтобы мы смогли когда‑нибудь решить уравнения и предсказать, как мозг поведет себя, учитывая, что в эти уравнения входят и начальное состояние, и данные, поступающие от нервов. В действительности мы не можем даже измерить, каково было начальное состояние, так как, чтобы сделать это, нам пришлось бы расчленить мозг. И даже если бы мы были готовы на это, частиц окажется слишком много, чтобы учесть их. К тому же мозг, вероятно, очень чувствителен к начальному состоянию – небольшое изменение в нем может привести к большому изменению в последующем поведении. Поэтому, хотя нам известны управляющие мозгом фундаментальные уравнения, мы совершенно не способны использовать их для предсказания человеческого поведения.

Такая же ситуация возникает в науке, когда мы имеем дело с макроскопическими системами, потому что число частиц всегда слишком велико, чтобы мы могли иметь хоть какой‑то шанс решить фундаментальные уравнения. Что мы делаем вместо этого? Пользуемся рабочими теориями. Они являются приближениями, в которых очень большое число частиц заменяется несколькими величинами. Примером может служить гидродинамика. Жидкость вроде воды состоит из миллиардов миллиардов молекул, которые, в свою очередь, состоят из электронов, протонов и нейтронов. И все же это хорошее приближение – рассматривать жидкость как непрерывную среду, характеризуемую только скоростью, плотностью и температурой. Предсказания гидродинамики не точны – чтобы понять это, нужно хотя бы послушать прогнозы погоды, – но они достаточно хороши, чтобы проектировать корабли и трубопроводы.

Я хочу предположить, что понятие свободной волн и моральной ответственности за свои поступки – это на самом деле рабочие теории, наподобие гидродинамики. Возможно, все наши поступки предопределены некой великой единой теорией. Если эта теория говорит, что мы должны кончить жизнь на виселице, то мы не утонем. Но чтобы пуститься на утлой лодчонке по бурному морю, вы должны быть абсолютно уверены, что вам уготована виселица. Я заметил, что даже люди, утверждающие, что все предопределено и что мы не можем ничего изменить, всегда смотрят по сторонам, переходя дорогу. Возможно, те, кто не смотрит, просто не доживают, чтобы рассказать свою историю.

Нельзя основывать свое поведение на идее, что все предопределено, поскольку никто не знает, что же именно предопределено. Вместо этого нужно принять рабочую теорию, что человек имеет свободую волю и что он в ответе за свои поступки. Эта теория не очень хороша в смысле предсказания человеческого поведения, но мы принимаем ее, так как нет возможности решить уравнения, следующие из фундаментальных законов. А почему еще мы верим в свободную волю, можно объяснить с позиций теории Дарвина: общество, в котором индивидуум чувствует ответственность за свои поступки, с большей вероятностью может работать сплоченно, выжить и распространить свои ценности в мире. Конечно, и муравьи работают сплоченно. Но их общество статично. Оно не может реагировать на незнакомые опасности или воспользоваться открывшимися возможностями. А вот сообщество свободных личностей, разделяющих общие цели, может работать для решения общей задачи и в то же время обладать гибкостью для нововведений. Поэтому такое общество с большей вероятностью будет процветать и распространит свою систему ценностей.

Понятие свободной воли не принадлежит к области фундаментальных научных законов. Если кто‑то попытается вывести человеческое поведение из научных законов, то попадется в логический парадокс системы, соотносящейся сама с собой. Если чьи‑то действия предсказаны фундаментальными законами, то сам факт предсказания может изменить событие. Это напоминает ловушку, в которую можно попасть, если бы были возможны путешествия во времени, чего, я думаю, никогда не будет. Если вы увидите, что произойдет в будущем, то можете изменить это. Если узнаете, какая лошадь выиграет Большой национальный приз, вы можете поставить на нее, чтобы сделать состояние. Но это действие изменит шансы. Нужно посмотреть лишь назад в будущее, чтобы понять, какие возникнут проблемы.

Парадокс с возможностью предсказывать чужие действия тесно связан с проблемой, упомянутой выше: определила ли единая теория, что мы придем к правильному заключению относительно ее самой? В этом случае я утверждаю, что к верному ответу нас приведет идея Дарвина о естественном отборе. Возможно, «верный ответ» не совсем те слова, но, по крайней мере, естественный отбор приведет нас к ряду довольно хорошо работающих физических законов. Однако применить физические законы, чтобы вывести человеческое поведение, мы не можем по двум причинам. Во‑первых, мы не сможем решить уравнения. Во‑вторых, даже если бы смогли, сам факт предсказания внесет в систему возмущение. А естественный отбор, похоже, приведет нас к принятию рабочей теории о свободной воле. Если принять, что личность свободно определяет свои действия, нельзя утверждать, что в некоторых случаях это делают внешние силы. Концепция «почти свободной воли» бессмысленна. Но люди склонны путать возможность догадаться, что личность, скорее всего, предпримет, с понятием о свободе выбора. Я могу догадаться, что большинство из вас сегодня поужинают, но вы совершенно свободны предпочесть иное и лечь спать голодными. Примером такой путаницы является доктрина об ограниченной ответственности: идея, будто человека не следует наказывать за его действия, если они были совершены в состоянии стресса. Возможно, кто‑то в состоянии стресса склонен к антиобщественным поступкам. Но это не значит, что мы должны поощрять эту склонность, облегчая наказание.

Можно отдельно исследовать фундаментальные научные законы и изучать человеческое поведение, но при помощи фундаментальных законов вывести формулу поведения человека нельзя по причинам, которые я уже объяснил. Однако можно надеяться, что мы сможем найти применение и уму, и мощи логического мышления, развившимся в нас благодаря естественному отбору. К несчастью, он развил в нас и другие свойства, такие как агрессия. В пещерные времена и еще раньше агрессия давала преимущество для выживания и потому воспитывалась естественным отбором. Однако огромное увеличение разрушительной мощи, данное нам современной наукой и техникой, сделало агрессивность очень опасным качеством, которое угрожает выживанию всего человечества. Беда в том, что агрессивные инстинкты, похоже, закодированы в нашей ДНК. Эволюция изменяет ДНК только за миллионы лет, но наша разрушительная мощь развивается так же быстро, как нынче информационная система, то есть за два‑три десятка лет. Если мы не сумеем воспользоваться разумом, чтобы управлять своей агрессивностью, у человечества не много шансов. И все же пока существует жизнь, есть и надежда. Если мы сумеем пережить следующие, ну, скажем, сто лет, то расселимся на другие планеты и, возможно, на другие звезды. Это значительно снизит вероятность нашего уничтожения в результате какой‑нибудь катастрофы вроде ядерной войны.

Резюме: я рассмотрел некоторые проблемы, возникающие в результате веры в то, что все во Вселенной предопределено. Нет большой разницы, вызван ли этот детерминизм всемогущим Богом или научными законами. В самом деле, всегда можно сказать, что научные законы – это выражение Божьей воли.

Рассмотрено три вопроса. Первый: как простой набор уравнений может охватить всю сложность Вселенной со множеством мелких деталей, вроде того, чье изображение украсит обложку журнала «Космополитен»? Ответ представляется таким: из принципа неопределенности в квантовой механике следует, что у Вселенной не одна‑единственная история, а целое семейство возможных историй. Они могут быть похожи в большом масштабе, но очень отличаться в обычном, повседневном масштабе. Нам случилось жить в одной частной истории, имеющей свои свойства и детали. Но существуют очень похожие разумные существа, живущие в другой истории, где война закончилась по‑другому и у Католической Церкви другой глава. Таким образом, незначительные детали в нашей Вселенной возникают потому, что фундаментальные законы включают в себя квантовую механику с ее элементом неопределенности и случайности.

Второй вопрос звучал так: если все предопределено некой фундаментальной теорией, что же мы скажем о теории, также ею предопределенной, и почему она должна определиться верно, а не ложно и несуразно? Чтобы ответить на этот вопрос, я привлек теорию Дарвина о естественном отборе: шанс выжить и дать потомство имели только те личности, кто делал правильные выводы об окружающем мире.

Третий вопрос был такой: если все предопределено, то что же такое свободная воля и наша ответственность за свои поступки? Но единственный объективный тест, определяющий, имеет ли организм свободную волю, заключается в возможности предсказать поведение этого организма. Чтобы предсказать, как поступит человек, нельзя воспользоваться научными законами по двум причинам: во‑первых, мы не умеем решать уравнения для очень большого числа участвующих в них частиц; во‑вторых, даже если бы умели, сам факт предсказания внес бы в систему возмущение и мог бы привести к другому результату. А поскольку мы не можем предсказать человеческое поведение, то можем в качестве рабочей теории принять, что человек свободен сам принимать решения относительно своих действий. Похоже, вера в свободную волю и ответственность за свои поступки дает определенные преимущества для выживания, из чего следует, что естественный отбор усиливает эти качества. Достаточно ли ответственности, передаваемой словесно, для того, чтобы управлять наследуемой с ДНК агрессивностью, остается под вопросом. Посмотрим. Если окажется, что недостаточно, человечество будет тем тупиком, в который приведет естественный отбор. Возможно, какие‑нибудь другие разумные существа где‑нибудь в Галактике достигнут лучшего баланса между ответственностью и агрессивностью. Но в таком случае мы могли бы надеяться войти с ними в контакт, хотя бы поймать их радиосигналы. Возможно, они знают о нашем существовании, но не хотят нам открыться. Учитывая нашу историю, это, может быть, и разумно.

Название данного эссе представляло собой вопрос: все ли предопределено? Ответ – да, все предопределено. Но можно считать, что и нет, так как мы не знаем, что же именно предопределено.

13. Будущее Вселенной[18]