При помощи встроенных в оптические телескопы стеклянных линз и зеркал мы наблюдаем за небесами и обнаруживаем звёзды, излучающие в узкой полосе волн, воспринимаемых нами как видимый свет. Но другие телескопы «видят» рентгеновские или радиоволны и позволяют получить бесчисленное множество иных карт иного звёздного неба. Если говорить о менее грандиозных задачах — фотоаппараты со специальными фильтрами могут «видеть» ультрафиолетовые волны; на сфотографированных таким образом цветах можно различить странные полосы и пятна, «предназначенные» только для глаз насекомых и недоступные невооружённому человеческому взгляду. Доступное глазам насекомых спектральное окно по ширине близко к нашему, но оно слегка сдвинуто к верху паранджи: насекомые не видят красного цвета, но дальше, чем мы, продвигаются во владениях синего — в «ультрафиолетовый сад»240.
Метафора распахивающегося узкого окошка справедлива и для других областей науки. Мы обитаем где-то рядом с центром ветвящейся во всех направлениях пещеры Аладдина, наблюдая работу мироздания посредством органов чувств и нервной системы, предназначенных для восприятия и осознания лишь малого количества объектов средней величины, движущихся на средних скоростях. Нам легко оперировать объектами размером от нескольких километров (вид с вершины горы) до примерно десятой доли миллиметра (остриё иглы). За этими рамками даже воображению становится неуютно, и приходится прибегать к помощи приборов и математического аппарата, которые мы, к счастью, научились создавать и использовать. Изначально же наше воображение приспособлено работать в крошечном диапазоне размеров, расстояний и скоростей, лежащем посреди гигантского поля возможного: от странного микроскопического квантового мира до колоссальных размеров эйнштейновской космологии.
Как жаль, что наше воображение так плохо приспособлено к восприятию размерностей за пределами узкого ранга повседневных потребностей наших предков. Мы тщимся представить электрон как крошечный шарик, вращающийся по орбите вокруг более крупной группы других шариков — протонов и нейтронов. Но на самом деле они совсем не такие. Электроны не похожи на маленькие шарики. Они вообще не похожи ни на что знакомое нам. Нельзя даже быть уверенным, что понятие «похожести» по-прежнему имеет смысл, когда мы приближаемся к горизонтам известной реальности. Наше воображение ещё недостаточно вооружено для проникновения в квантовый мир. В масштабе этого мира всё ведёт себя не так, как должна вести себя материя по понятиям привычного нам мира, в котором происходила наша эволюция. Точно так же нам непонятно поведение объектов, движущихся на скоростях, приближающихся к скорости света. Здравый смысл отказывается здесь работать, потому что здравый смысл зародился и развился в окружении, где ничто не движется так быстро и не имеет таких малых или таких больших размеров.
Великий биолог Б. С. Холдейн в конце своего знаменитого исследования о «возможных мирах» написал: «Подозреваю, что Вселенная не только необычнее, чем мы предполагаем, но и необычнее, чем мы в состоянии предположить… По-моему, есть многое на свете, что и не снилось и не могло сниться каким бы то ни было мудрецам». Мне, кстати, показалось любопытным предположение о том, что цитируемый Холдейном знаменитый гамлетовский монолог обычно декламируют неправильно. Ударение делают на слове «нашим»:
Есть многое на свете, друг Горацио,Что и не снилось нашим мудрецам.
Этой цитатой часто пользуются, имея в виду, что Горацио олицетворяет универсальный образ скептиков и рационалистов. Но некоторые специалисты делают ударение на «мудрецах», почти игнорируя «наших». В данном обсуждении это, в общем-то, не так уж и важно, просто вторая трактовка более сходна с «какими бы то ни было мудрецами» Холдейна.
Человек, которому посвящена эта книга, зарабатывал на хлеб, доводя странность науки до комичного. Ниже привожу ещё одну цитату из его уже упоминавшегося импровизированного выступления в 1998 году в Кембридже: «То, что мы живём на дне глубокой гравитационной ямы, на поверхности окутанной газовой оболочкой планеты, вращающейся на расстоянии в девяносто миллионов миль вокруг огненного ядерного шара, и считаем, что это нормально, вне всяких сомнений — свидетельство колоссального вывиха нашего восприятия реальности». Другие писатели-фантасты, живописуя чудеса науки, вызывали у читателей преклонение перед таинственным; Дуглас Адамс пробуждал в нас смех (те, кто читал «Автостопом по галактике», вспомнит, например, «двигатель на невероятностной тяге»). Возможно, смех является наилучшей реакцией на некоторые особо замысловатые парадоксы современной физики. Альтернативой, как мне иногда кажется, являются рыдания.
Квантовая механика, эта труднодоступная вершина научного прогресса XX века, позволяет делать поразительно успешные предсказания о реальном мире. Ричард Фейнман сравнил их точность с предсказанием расстояния, аналогичного ширине Северной Америки, с точностью до толщины человеческого волоса. То, что на основе квантовой теории делаются такие точные предположения, по-видимому, означает, что она в определённом смысле верна; настолько же, насколько верны другие наши знания, включая даже самые банальные факты. И тем не менее для получения правильных предсказаний в квантовой теории приходится делать настолько странные и таинственные предпосылки, что даже сам великий Фейнман не преминул заметить (существует несколько вариантов этой цитаты, из которых привожу наиболее выразительную): «Если вам кажется, что вы понимаете квантовую теорию… то вы не понимаете квантовую теорию».241
Квантовая теория настолько странна, что физикам приходится прибегать то к одной, то к другой из её взаимоисключающих «интерпретаций». «Приходится прибегать» в данном случае — верное выражение. В книге «Фабрика реальности» Дэвид Дейч описывает вариант интерпретации квантовой теории, предполагающий существование множества вселенных, возможно, потому, что самым отталкивающим качеством этого варианта является всего лишь его исключительная расточительность. В нём предполагается существование колоссального, стремительно увеличивающегося количества параллельных, незаметных друг для друга вселенных, обнаружить которые удаётся лишь в отдельных квантово-механических экспериментах. В некоторых из этих вселенных я уже умер. В нескольких из них у вас есть роскошные зелёные усы. И так далее.
Альтернативная «копенгагенская интерпретация» не менее нелепа. Она не так расточительна, но до отчаяния парадоксальна. Эрвин Шрёдингер придумал о ней знаменитую шутку-головоломку про кота. Кот Шрёдингера закрыт в ящике вместе с механизмом, который убьёт его в случае выполнения квантово-механического события. Не открыв крышки, мы не знаем, жив кот или мёртв. Здравый смысл подсказывает, что он тем не менее должен быть либо жив, либо мёртв. «Копенгагенская интерпретация» противоречит здравому смыслу: согласно ей, до того, как мы откроем ящик, всё, что там есть, — не более чем вероятность. Как только мы откроем крышку, происходит коллапс волновой функции квантового механизма, он срабатывает в ту или иную сторону, и кот становится либо мёртвым, либо живым. До того как произведено наблюдение, он — ни жив ни мёртв.
Теория множественных вселенных объясняет происходящее в вышеописанном эксперименте тем, что в некоторых из вселенных кот — мёртв, а в некоторых — жив. Оба эти объяснения не имеют смысла с точки зрения человеческой интуиции или здравого смысла. Но самых «крутых» физиков это мало смущает. Главное для них — чтобы работала математика и экспериментально подтверждались предсказания теории. У большинства из нас следовать за ними не хватает храбрости. Чтобы понять, что же происходит «на самом деле», нам никак не обойтись без каких-нибудь визуальных примеров. Кстати, насколько мне известно, Шрёдингер придумал мысленный эксперимент с котом именно с целью наглядно продемонстрировать то, что он воспринимал как абсурдность «копенгагенской интерпретации».
Биолог Льюис Волперт считает, что заковыристость современной физики — это ещё цветочки. В отличие от технологии, наука, как правило, не церемонится со здравым смыслом.242 Вот вам один из любимых примеров: каждый раз, когда вы выпиваете стакан воды, существует весьма высокая вероятность того, что по крайней мере одна из проглоченных вами молекул прошла в своё время через мочевой пузырь Оливера Кромвеля. Это лишь простая теория вероятности. Количество молекул в стакане воды неизмеримо больше, чем количество стаканов с водой, которые можно было бы получить, разлив в них всю имеющуюся в мире пресную воду. То есть каждый раз, наполняя стакан, мы имеем в нём довольно представительную выборку существующих в мире молекул воды. Дело тут, конечно, не в Кромвеле и не в мочевых пузырях. Вот сейчас вы и не заметили, что вдохнули тот же атом азота, что когда-то выдохнул третий игуанодон слева от высокого саговника? Разве не прекрасно жить в мире, где такие вещи не только возможны, но вам ещё выпала счастливая возможность понять, почему это так? И затем вы можете объяснить это кому-нибудь другому, и с вами согласятся не потому, что это ваше личное мнение или верование, а потому, что, поняв ваши аргументы, их невозможно не принять. Вероятно, объясняя причину, побудившую его написать книгу «Наполненный демонами мир: наука как светоч во тьме», Карл Саган имел в виду именно это: «Не объяснять достижения науки кажется мне противоестественным. Влюбившись, человек хочет прокричать об этом на весь свет. Эта книга — моё личное признание в вечной, страстной любви к науке».
