Во что мы верим, но не можем доказать. Интеллектуалы XXI века о современной науке - Джон Брокман

Проникнуть в суть природы, которую невозможно наблюдать, можно посредством абстрактных математических вычислений. Во многом это и делает науку таинственной — достаточно таинственной, чтобы ее методы логично и последовательно (даже если при этом неубедительно, как минимум, для меня) опровергали радикальные антиреалисты. Трудно объяснить, как науке удается делать то, что она делает — и особенно трудно объяснить, как квантовая механика описывает ненаблюдаемую реальность. Ненаблюдаемые аспекты природы, о которых мы можем знать, должны также поддаваться математическому выражению и быть адекватно связаны с наблюдениями. Титаны XVII века, например, Галилей и Ньютон, выяснили, как сочетать математику с эмпирикой. Они не знали, сработает это или нет, позволит ли открыть новые тайны природы, как это делала аристотелевская телеологическая методология, которую должна была заменить новая парадигма. Чтобы оправдать свою методологию, они сделали множество предположений о математической природе мира и его фундаментальном соответствии нашим когнитивным способностям (они считали, что это соответствие — свидетельство милосердия Господа по отношению к нам).

Также я верю, что не все свойства природы поддаются математическому выражению (это совершенно естественно; подобным образом можно выразить только некоторые, особые свойства). Некоторые стороны природы мы никогда не постигнем с помощью науки. Поэтому наши научные теории — как и формальные математические системы (как подтвердил Гёдель) — всегда останутся неполными. Эту неполноту демонстрирует сам факт сознания — аспекта материального мира, который нам известен, но не потому, что нам его открыла наука.

Стюарт Кауфман

СТЮАРТ КАУФМАН — приглашенный профессор Института Санта-Фе. Ведет исследования в сфере клеточной биологии и психологии в Университете Нью-Мексико. Автор книг «Происхождение порядка» и «Исследования».

Существует ли где-то в космосе четвертый закон термодинамики или нечто подобное, связанное с самоорганизованными неравновесными системами, такими как биосфера?

Мне хочется думать, что такой закон существует. Давайте посчитаем: количество возможных протеинов, из которых состоят все 200 аминокислот, составляет 20200, то есть 10260. В известной нам Вселенной элементарных частиц около 1080. Предположим, что на уровне микросекунд Вселенная занята исключительно производством протеинов для 200 аминокислот. Оказывается, что понадобилось бы огромное количество повторений истории Вселенной, чтобы создать все возможные протеины. Создавая тела с более сложной структурой, чем атомы — например, такие простые органические молекулы, как протеины (не говоря уже о биологических видах, автомобилях или опере), — Вселенная следует уникальной траектории (забудем на время о квантовой механике). На более или менее простых уровнях Вселенная совершенно не эргодическая, то есть не повторяет себя.

Теперь давайте поговорим о «смежных возможностях» — об объектах, находящихся в двух шагах от тех, которые существуют сейчас. Для систем, создающих химические реакции, смежные возможности для набора актуальных (уже существующих) компонентов — это набор других компонентов, которые могут быть созданы в ходе единственной химической реакции с участием компонентов актуального набора. Биосфера Земли создавала свою молекулярную смежную возможность около 4 миллиардов лет.

Возможно, до появления жизни на Земле существовало несколько сотен органически-молекулярных видов; сейчас их больше триллиона. Мы не знаем, какие законы управляют смежной возможностью в этом неэргодическом процессе. Я надеюсь, что один из этих законов состоит в том, что биосферы, существующие во Вселенной, расширяются с максимальной скоростью, при этом поддерживая разнообразие уже существующих видов. Иначе этот закон можно сформулировать так: разнообразие вещей, которые могут произойти в будущем, растет в среднем с максимальной скоростью.

Леонард Сасскинд

ЛЕОНАРД САССКИНД — профессор теоретической физики Стэнфордского университета. Автор книг «Введение в теорию черных дыр», «Информация и революция теории струн: голографическая вселенная» (в соавторстве с Джеймсом Линдсеем).

(Беседа со студентом-тугодумом)

Студент: Здравствуйте, профессор. У меня проблема. Я решил провести небольшой вероятностный эксперимент — знаете, подбрасывание монетки — и проверить то, чему вы нас учили. Но у меня ничего не вышло.

Профессор: Что ж, я рад, что вы проявили интерес. Что же вы сделали?

Студент: Я подбросил монетку 1000 раз. Помните, вы говорили, что вероятность того, что выпадет «орел» — одна вторая. Я подсчитал, что если подбросить монетку 1000 раз, то «орел» должен выпасть 500 раз. Но он выпал 513 раз. Почему?

Профессор: Вы забыли о допустимой погрешности.

Если подбросить монетку какое-то число раз, допустимая погрешность будет равняться квадратному корню от количества бросков. Для 1000 бросков допустимая погрешность около 30. Так что вы получили совершенно предсказуемый результат.

Студент: О, теперь я понял! Каждый раз, когда я подброшу монетку 1000 раз, «орел» выпадет от 470 до 530 раз. Каждый раз! Здорово, теперь я уверен, что это факт!

Профессор: Нет-нет! Это значит, что «орел», вероятно, выпадет от 470 до 530 раз.

Студент: Вы хотите сказать, что «орел» может выпасть 200 раз? Или 850 раз? Или выпадать все время?

Профессор: Вероятно, нет.

Студент: Может быть, проблема в том, что я сделал недостаточно бросков? Может быть, мне нужно пойти домой и подбросить монетку миллион раз? Может быть, тогда результат будет лучше?

Профессор: Вероятно, нет.

Студент: Профессор, пожалуйста, скажите мне что-нибудь, в чем я могу быть уверен. Но вы все время твердите свое «вероятно». Вы можете мне объяснить, что такое вероятность, но без слова «вероятно»?

Профессор: Гм-гм. Я попробую. Это значит, что я буду удивлен, если «орел» выпадет чаще, чем предполагает допустимая погрешность.

Студент: О господи! Вы хотите сказать, что все, что вы рассказывали нам о статистической механике, квантовой механике и математической вероятности, — все это значит лишь то, что вы будете удивлены, если оно не сработает?

Профессор: Э-э-э...

Если я подброшу монетку миллион раз, то, совершенно точно, «орел» миллион раз не выпадет. Я не азартен, но я настолько в этом уверен, что, не задумываясь, поставил бы на это свою жизнь или свою душу. Да что там душу, я поставил бы на это свою зарплату за целый год. Я абсолютно убежден, что законы больших чисел — то есть теория вероятности — сработают и не дадут меня в обиду. На них основана вся наука. Но я не могу этого доказать, и на самом деле понятия не имею, почему они работают. Может быть, именно поэтому Эйнштейн говорил, что Бог не играет в кости. Вероятно, все-таки играет.

Дональд Хоффман

ДОНАЛЬД ХОФФМАН — профессор когнитивных наук, философии, информационных и компьютерных наук университета Калифорнии, Ирвин. Автор книги «Зрительный интеллект: как мы создаем то, что видим».

Я верю, что не существует ничего, кроме сознания и его содержания. Пространство-время, материя и поля никогда не были фундаментальными свойствами Вселенной, а всегда были среди самых скромных идей нашего сознания; без него их не существует.

Мир нашего повседневного опыта — мир столов, стульев, звезд и людей, мир форм, запахов, ощущений и звуков — это присущий исключительно нашему биологическому виду интерфейс между нами и гораздо более сложной реальностью. И главное качество этого интерфейса — сознание.

Вряд ли содержание интерфейса каким-то образом похоже на эту реальность; чтобы интерфейс был полезным, он и не должен быть на нее похож. Интерфейс (например, интерфейс компьютера Шшсктв) должен быть удобным и простым в использовании. Мы «кликаем» на иконки, потому что это быстрее и точнее, чем просматривать мегабайты программного обеспечения или переключать напряжение в электроцепях. Требования эволюции диктуют, чтобы интерфейс, свойственный нашему виду — мир нашего повседневного опыта, — сам был радикальным упрощением. Его задача — не исчерпывающее описание истины, а обеспечение нашего выживания.

Если сознание первично, то нас не должно удивлять, что, несмотря на многовековые усилия лучших умов человечества, до сих пор не существует физической теории сознания — теории, которая бы объясняла, как лишенные разума материя, энергия или поля могут превращаться в сознательный опыт или создавать его. Есть множество предположений о том, где искать такую теорию — возможно, в рамках теории информации, теории сложности, нейробиологии, нейронного дарвинизма, дифференциальных механизмов, квантовых эффектов или функциональных организационных структур. Но ни одно из этих предположений даже близко не соответствует минимальным критериям научной теории: точности измерений и новаторских гипотез. Если материя — один из самых скромных продуктов сознания, то нам не следует ожидать, что сознание, даже теоретически, могло возникнуть из материи.