Венец творения в интерьере мироздания Никонов Александр
В XX веке ученые поняли, что они — не искатели Истины, а просто производители информационных моделей. Модели меняются, постоянно уточняются, а животные человеческие потребности, для удовлетворения которых строятся эти модели, остаются. Модель электромагнетизма позволила осветить дома электролампочками и облегчить труд с помощью электромоторов. А также создать системы связи и телевидение с «мыльными» сериалами, над которыми любят поплакать женщины среднего возраста с неудавшейся судьбой… Психологические модели позволяют зарабатывать психотерапевтам… Модели поведения упругих тел (сопромат) позволяют строить дома, в которых наше животное тело укрывается от непогоды…
Впрочем, о животных потребностях чуть ниже, а сейчас еще о двух принципах, важных для понимания мироздания — принципе неопределенности и принципе нормального распределения.
Глава 6
Очень неопределенный принцип
Принцип неопределенности открыл немецкий физик Вернер Гейзенберг, поэтому иногда этот принцип еще называют принципом Гейзенберга. И справедливо! Это, наверное, самое великое открытие человечества. Вот что он гласит:
Как видите, очень простая в написании формулка. Простая, как все гениальное. «Аш с черточкой» — это постоянная Планка, равная 6,62610-34 Джс. «Дельта икс» — это неопределенность координаты элементарной частицы. «Дельта пэ» — неопределенность импульса частицы. Треугольный значок «дельта», собственно, и обозначает «неопределенность». Неопределенность — это неизвестность в самом прямом смысле этого слова. Поймите сказанное! Неизвестность введена физиками в формулы, описывающие наш мир. Потому что неизвестность имманентно присуща нашему миру. Неизвестность — один из принципов построения мира.
Формула Гейзенберга говорит, что мы не можем одновременно знать точную координату частицы и ее скорость (импульс, то есть произведение скорости на массу). Но зато мы можем варьировать свое незнание, предпочесть, что нам знать важнее — скорость или координату! Посмотрите внимательно на формулу — если мы каким-то образом точно узнаем местоположение частицы в пространстве (неопределенность координаты будет стремиться к нулю), то «дельта пэ» в этом случае будет стремиться к бесконечности, ведь их произведение — постоянная величина.
Первый вывод: в микромире нет траекторий, по которым движутся частицы. Потому что частицы «размазаны» в пространстве. Формула, описывающая это размазанное поведение частицы, называется волновой функцией. Волновая функция показывает, с какой вероятностью мы можем обнаружить частицу в данном конкретном месте. Волновая функция по сути описывает не частицу, а «размазанную вероятность».
… Здесь вот что очень важно понять: у нас нет точной информации о частице не потому, что мы еще не изучили чего-то, а потому, что этой информации нет в самой структуре материи! Частица «сама не знает», где она и что с ней. В микромире нельзя ничего предсказать заранее, можно лишь вычислить вероятность наступления того или иного события.
Мир состоит из непредсказуемых кирпичиков-частичек. И поэтому мир непредсказуем. Не фатален. Случайностей. Флуктуация лежит в основе мира.
Но если мир случаен в своей основе, почему тогда существуют физические законы? Законы Ньютона… Закон Кулона… Второе начало термодинамики? Закон Ома? Закон всемирного тяготения? Законы газовой динамики? Почему они выполняются не от случая к случаю, а всегда? Где же непредсказуемость?
Она в микромире.
А в макромире поведение массивных тел, состоящих из триллионов частиц, в простых случаях взаимодействия вполне предсказуемо. Почему? Да потому, что в микромире вероятность наступления разных событий разная. Волновая функция говорит: вероятность обнаружить частицу тут, а не там составляет, скажем, 90 %. Или, что то же самое, 90 % всех частиц будут находиться тут, а не там.
Это значит, что процесс с огромным числом частиц пойдет именно в том направлении, в каком движется большинство из них. Именно неравномерность распределения вероятности создает направленные процессы. Направленные, значит, необратимые. Необратимые процессы создают иллюзию стрелы физического времени, которое, как известно, необратимо. Но необратимо не само время, разумеется («отдельно» времени не существует), необратимы просто проходящие в пространстве физические процессы. Человек старится, египетские пирамиды разрушаются, Солнце когда-нибудь погаснет.
Тем не менее все равно существует некая отличная от нуля вероятность, что чайник, поставленный на плиту, вместо того чтобы вскипеть, замерзнет. Однако она столь исчезающе мала, что практически можно сказать: Второе начало термодинамики никогда не нарушается — тепло всегда передается от более нагретых тел к менее нагретым. Хотя теоретически, конечно, все физические законы носят статистический характер. То есть вдруг могут и не исполниться на секундочку. Но скорее вы выиграете в лотерею сотню миллиардов долларов, даже не купив лотерейного билета, чем кирпич вдруг, вместо того чтобы упасть вниз, полетит вверх.
Ага! — скажете вы. Значит, макромир все-таки предсказуем! А ты говорил, что мир не фатален!
Отвечаю. Я не зря написал «в макромире поведение массивных тел, состоящих из триллионов частиц, в простых случаях взаимодействия вполне предсказуемо». У меня был сильный соблазн облегчить фразу, выкинув «в простых случаях взаимодействия». Но я не стал этого делать. Потому что физические законы — это идеальные модели, которые работают идеально только в идеальных условиях. Это раз. И два — в случаях реальных, сложных, многофакторных взаимодействий многих тел, полей и явлений предсказать что-либо бывает весьма затруднительно. Кто-нибудь с точностью до 100 % предсказывал погоду или цены на нефть? То-то же.
Мир не фатален. Сложные системы, то есть те, которые описываются не простенькими формулами физических законов, каковые мы все с тем или иным успехом проходили в школе, а нелинейными дифференциальными уравнениями… такие системы ведут себя как трудно- или вовсе непредсказуемые. Почему? Ведь вероятность поведения частиц в микромире распределена неравномерно — что-то более вероятно, что-то менее, а значит, большинство частиц ведут себя так, а не иначе. Это, как мы уже поняли, и позволяет работать физическим законам.
А потому сложные системы труднопредсказуемы, что в некоторых из них при определенных обстоятельствах малое воздействие может привести к большим результатам. Если система находится в неустойчивом равновесии, как карандаш, стоящий на острие, любой случайный толчок в ту или другую сторону уведет систему из состояния равновесия и ситуация начнет развиваться либо в одну сторону, либо в другую. Если вы направляете бильярдный шар на остроугольный предмет, то, в зависимости от случайных крохотных изменений его траектории, шар может после удара покатиться либо влево, либо вправо. Микроизменение может кардинально поменять судьбу макрообъекта. А микроизменение — это изменение на уровне микромира, то есть отдельных непредсказуемых частиц.
Сложные системы живут по законам странных аттракторов. Аттрактор — это колебательная математическая функция. Странный аттрактор — это колебательная функция с необычным поведением. Развиваясь, аттрактор выходит на какой-то устойчивый режим и начинает колебаться вокруг точки равновесия. А потом вдруг, в какой-то момент по непонятной причине резко срывается, улетает и начинает колебаться уже вокруг другой точки равновесия. Точки улета назвали точками бифуркации. Точка бифуркации — это такая точка, малое случайное воздействие в которой может выбросить систему очень далеко. Странное поведение, правда? Потому такие функции математики и назвали странными аттракторами.
Типичные сложные системы, живущие как странный аттрактор, — человеческий организм, биоценоз, социальная система… Вдруг появляется Наполеон, и страна начинает развиваться в ином направлении… Вдруг какая-то случайность, нервный срыв выводит ослабленный организм из точки равновесия, и он скатывается в другую «лунку» — человек заболевает раком… Но наполеоны и нервные срывы опасны только тогда, когда системы находятся в точке бифуркации, то есть колеблются в состоянии неустойчивого равновесия, ожидая малейшего толчка. Для систем устойчивых никакие нервные срывы и гитлеры не страшны, их не так-то просто выбить из потенциальной ямы. Вот вам и ответ на вопрос: может ли гений изменить историю? Может, если будет действовать в точке бифуркации, когда страна на перепутье.
Честно говоря, чуть выше я немножко неправильно написал — «неустойчивое равновесие». Правильно было бы сказать «неустойчивое неравновесие». Потому что живая система — будь то страна, или организм, или вид — вовсе не находятся в состоянии равновесия со средой! Разговоры о том, чтобы жить в равновесии с природой — безграмотные бредни. В равновесии со средой находятся только покойники. И то когда окончательно разложатся. Живой организм со средой борется ежемгновенно. Среда старается снивелировать систему до полного ее расворения. Это происходит в полном соответствии со Вторым началом термодинамики, которое гласит: «В закрытых системах энтропия не убывает».
Энтропия — это мера хаоса, дезорганизации. А организованная живая система всячески противостоит энтропийному давлению среды. Она борется за свою выделенность из среды, тратит на это энергию, которую черпает из той же среды, отнимая в конкурентной борьбе у других живых систем…
Так что правильнее говорить о живых системах — «устойчивое неравновесие» и «неустойчивое неравновесие». Неустойчивое неравновесие — это и есть точка бифуркации. Устойчивое неравновесие — обычный, «штатный» режим функционирования системы.
Глава 7
Мышь, смотрящая на Вселенную
Как в мире может существовать эволюция, если в нем действует Второе начало термодинамики?… Неумолимое Второе начало, которое увеличивает энтропию, разрушает все сущее, низводя его до хаотического теплового мельтешения молекул — это же один из основных законов физики. Не зря старина Клаузиус говорил о тепловой смерти Вселенной.
Почему же мы кругом видим сплошное усложнение вместо разрушения и упрощения? Уж не Божий ли здесь промысел?… Такие вопросы часто задают наивные юные девушки мастодонтам отечественной философии, вроде меня. И я ничуть не тушуюсь, отвечаю со всей возможной прямотой: «Никакого промысла, девушки! Второе начало термодинамики звучит так: „Энтропия в закрытых системах не убывает". Закон, как видите, действует только для закрытых систем, то есть систем, которые не обмениваются энергией с окружающей средой. Но в мире не существует закрытых систем, они есть только в головах у физиков. Также как идеальный газ».
Процессы негэнтропии (усложнения) идут в открытых системах, которые обладают достаточным разнообразием и к которым Второе начало не имеет никакого отношения (точнее, не играет в них решающей роли). Если в разнообразную систему закачивать энергию, то под действием этой энергии в системе неизбежно начнутся процессы самоорганизации материи. Впервые на это обратил внимание в середине XX века бельгийский физик Илья Пригожий, который занимался неравновесной термодинамикой. Он и положил начало новой науке о процессах организации материи, идущих в открытых системах. Позже ее назвали синергетикой, хотя самому Пригожину это слово не очень нравилось.
По сути синергетика — наука об эволюции. Наука об усложнении материальных структур в открытых системах.
Практически все системы в нашем мире являются открытыми. Кроме, наверное, самой Вселенной. Но про нее мы можем только гадать — закрыта она или открыта. Позже точнее разберемся. А пока воспоем славу великому Пригожину, который окончательно захлопнул в эту Вселенную дверь для Бога.
Второе начало давно не давало покоя философам. Оно выступало видимым противоречием тому усложнению, которое мы наблюдаем вокруг себя: строятся дома, рождаются дети, идут созидательные процессы, все более и более выделяющие биоценозы и цивилизацию из среды. На каком таком основании? Ведь Второе начало требует только разрушения, дезорганизации. Пригожий объяснил, на каком. Он экспериментировал с достаточно простыми физическими системами и даже в довольно простых системах обнаруживал, что приток энергии меняет структуру системы. В ней начинают образовываться стабильные вихри, течения, которые «едят» поступающую энергию…
Но, несмотря на усложнение структур и кажущееся нарушение Второго начала, в целом Второе начало термодинамики, конечно же, не нарушается. Если принять Солнечную систему за систему закрытую, то есть пренебречь звездным излучением, как фактором несущественным, то мы увидим, что общая энтропия Солнечной системы растет. Процессы созидания на Земле оплачиваются разрушением Солнца. Солнце — практически единственный наш источник энергии (не считая тех крох, что мы в последние полвека научились добывать за счет распада трансурановых элементов, выковыренных нами из земли).
Созидание всегда оплачивается разрушением — это фундаментальное следствие фундаментального физического закона, имя которому — Второе начало термодинамики. Оглянитесь вокруг, и вы найдете тысячи примеров тому из жизни. Лев пожирает лань, строя свое тело на деструкции чужого тела. Человечество разрушает биоценозы, завоевывая себе жизненное пространство. Гусеница пожирает листок… А все вместе мы пожираем наше Солнце. Всего одна двухмиллиардная часть его энергии попадает на Землю, и этого хватает на все здешние процессы. Спасибочки…
Кстати, по поводу усложнения структур… Не могу не упомянуть классический опыт, который проделал в середине XX века Стенли Миллер, пытаясь подтвердить гипотезу Опарина. Ах да, вы же еще не знаете, кто такой Опарин…
В 1920-х годах русский биохимик Александр Опарин выдвинул теорию, что жизнь на Земле возникла в первобытном бульоне — морской воде, в которой плавает масса органических молекул. В присутствии метана (тогда считалось, что атмосфера молодой Земли состояла из метана), под воздействием постоянных грозовых разрядов органические молекулы вступали в реакции, образуя все более и более сложные молекулы, потом белки… Что и привело в конце концов к образованию жизни.
Миллер решил проверить эту гипотезу экспериментально, хотя бы на первом этапе. Он смешал в колбе метан, водород, аммиак, воду, стал подогревать и пропускать через смесь электрические разряды. Миллиона лет, как у эволюции, у него в запасе не было. Но столько и не понадобилось. Через несколько часов в колбе образовались аминокислоты. А аминокислоты, между прочим, — кирпичики жизни! Из них состоят белки.
Потом, когда выяснилось, что первичная атмосфера нашей планеты вовсе не состояла из метана, восторг вокруг опытов Миллера несколько поутих, хотя опыт этот до сих пор приводится в учебниках по биологии в качестве примера того, как зарождалась жизнь.
… А зря, кстати, поутихли восторги! По сути, радоваться нужно было бы еще больше «ошибке» Миллера! Да, состав, взятый Миллером, как теперь считается, не соответствовал реально существовавшему в то далекое время на Земле. Но ведь даже в неправильной атмосфере у Миллера все получилось! То есть: вы говорите, жизнь зародилась не в метановой атмосфере? Хорошо, но если вдруг захотите в метановой — будет вам и в метановой! Жизнь — штука упорная…
В общем, хотя опыт Миллера и не соответствовал раннеземным условиям, он является классическим экспериментом, подтверждающим эволюцию, то есть усложнение структур в разнообразной среде при насыщении системы энергией.
… Что-то мы отвлеклись от квантовой механики. А ведь из нее вытекает одно немаловажное следствие. И сформулировать его можно так: наблюдая за миром, мы меняем его.
Собственно, это ученые знали и раньше. Если вы включаете в электрическую сеть амперметр, чтобы узнать, какой в цепи ток, то стрелка будет показывать не ток в исследуемой цепи, а ток в исследуемой цепи с амперметром, поскольку амперметр, как всякий электроприбор, имеет свое сопротивление и, значит, меняет ток. Поэтому, чтобы минимизировать искажение, вносимое прибором, сопротивление амперметра стараются сделать как можно меньше. Амперметр, как все помнят, включают в цепь последовательно. А вот вольтметр включают параллельно, поэтому его электросопротивление для тех же целей, напротив, стараются сделать максимально большим, а лучше — бесконечным.
С электроизмерительными приборами ясно, но как, например, влияет на Америку смотрящий на нее в подзорную трубу Колумб?… Или как влияет на Вселенную смотрящая на нее мышь?…
Действительно, в макромире влияние наблюдателя на изучаемый объект порой настолько слабо, что практически не играет никакой роли. Особенно если объект большой, а наблюдатель — пассивный, как в примере с мышкой и Вселенной. Но в микромире ситуация уже иная. Если вы хотите узнать что-то о частице, вы должны получить от нее сигнал. Можно получить сигнал с помощью кванта света, который в физике еще иногда называют квантом энергии. Но если частица излучила энергию, ее состояние резко изменилось! Мы получаем информацию, убивая то состояние, о котором хотели узнать! Потому что носитель информации всегда материален. Это важнейший вывод.
Информация есть определенным образом структурированная материя. Например, черная типографская краска, расположенная на белом поле страницы в определенном порядке… Характерная намагниченность ленты в магнитофоне… Амплитудно или частотно модулированная радиоволна… Клиновидные риски на глиняной табличке древних шумеров…
Чувствуете, куда я клоню?
«Информация материальна!» — глубокомысленно восклицают ведьмы, которых показывают по телевизору. «Мысль материальна! — вторят им многочисленные гуру. — Поэтому она может воздействовать!»
Они ошибаются.
Мысль — не материальна! Ибо мозг не выделяет мысль, как желчный пузырь желчь, — так примитивно думали только вульгарные материалисты, которых справедливо критиковала материалистическая марксистско-ленинская философия. Мысль нельзя выделить в пробирку, как мочу или желудочный сок. Поскольку мысль и информация не материальны! Они самым настоящим образом идеальны. Но!
Но информация — это всегда определенным образом организованная материя. Почувствуйте разницу! Не почувствовали? Сейчас поймете.
1. Информация всегда сидит на каком-то материальном носителе. Сама таковым не являясь! Книга — это не информация, это вещь, предмет. Буквы в книге — всего лишь краска.
2. Буквы превращаются в информацию только тогда, когда есть кто-то, кто может эти буквы декодировать в смысл. Информация возникает только тогда, когда есть воспринимающий субъект.
Винер определял информацию следующим образом: информация — это сигнал, которого ждут. Определенным образом организованная материя плюс ключ для ее прочтения — вот что такое информация, если быть точным. Информация появляется только тогда, когда есть объект (материя, несущая сообщение) и субъект с ключом. Ключ — это знание, как расшифровывается та или иная «надпись» (организованное расположение материи во времени и пространстве). Если сообщение послано, но никем не воспринято, оно так и пройдет по миру белым шумом.
В микромире частица зависит от наблюдателя, потому что, наблюдая (получая сигналы — кванты), он тем самым вмешивается в процесс. Но и в макромире часто происходит то же! Это я возвращаюсь к вопросу о подзорной трубе и Колумбе. Что стало с Америкой после открытия ее Колумбом? То-то… Познавая микромир, мы меняем его непосредственно. Познавая макромир, мы меняем его опосредованно. И посредником тут служит разум. Разум — это гипертрофированная способность менять мир в соответствии со своими целями, получая от него сведения.
Эволюция — процесс многогранный: растет сложность систем, их автономность от среды и их отражательная способность. Что такое человеческое «я», личность, разум, психика, душа? С философской и практической точки зрения — это всего лишь отражение внешнего мира.
Отражение существует и в мире элементарных частиц, и в мире твердых тел, и в мире химии, биологии, и в социальном мире… Фотон отражается от зеркала — «угол падения равен углу отражения». Каблук отражается в глине продавленным следом. Сложная молекула ДНК отражается путем редубликации — удвоением самой себя в питательной среде. Отражение инфузории — ее способность ползти на свет и делиться…
Как видите, сложность отражения растет вместе с усложнением систем. Животное отражает мир своей примитивной (по сравнению с нашей) психикой. Зверь смотрит, анализирует, запоминает и делает прогнозы. Волк мчится за зайцем, срезая углы — с упреждением. Потому что высокоорганизованный организм уже не просто отражает реальность, но и может ее прогнозировать. Это свойство — прогностика — позволяет организму успешно конкурировать в борьбе за ресурсы с подобными ему системами (другими волками).
Наконец, появляется разум. Человеческое отражение мира — это сложнейшая психика. Социальное отражение — искусство, культура, наука…
А теперь один пренеприятный квантовомеханический вывод из всего вышесказанного… Душа не бессмертна! Вместе с распадом мозга теряется материальная структура, на которой писалась информация о личности. И личность пропадает, перестает существовать.
«Как же так! — возмущается мой друг Валера Чумаков. — Есть законы сохранения, согласно которым ничто не исчезает бесследно, а только лишь преобразовывается в другие формы и виды энергии! Значит, и мое „Я" бессмертно».
Верно, законы сохранения — главнейшие в физике нашего мира. Только физика со своими законами сохранения относится к материальному миру. А информация, мысль — категории идеальные. В мире идей может все пропадать и исчезать совершенно бесследно и безболезненно. Жалко, правда?
«А куда же девается душа, мои мысли, мой опыт после моей смерти?» — не успокаиваются неугомонные души. А туда же, куда девается дырка от бублика, когда бублик съедают.
Туда же девается ваша незабвенная личность, куда девается ход часов после того, как кончается завод пружины.
Ход часов и жизнь — это всего лишь разные формы движения материи. Перестало двигаться — баста!
«Ага-а! Но движение подразумевает какую-то энергию! — Не сдаются Чумаковы. — А энергия не пропадает бесследно по закону сохранения энергии!..»
Опять верно. Энергия не пропадает. Зато она девальвируется — превращается в тепло, то есть в чистый хаос, в беспорядочное мельтешение частичек среды или бессмысленное излучение. Теряется упорядоченность материи — теряется информация.
Энергия остановившегося часового маятника (точнее, пружины) перешла в тепло чуть нагретого им воздуха и шестеренок. А движение вашего мозга (душа) — в движение могильных червей. Тлен разрушит ваш «головной винчестер». И информация на нем пропадет бесследно.
Второе начало термодинамики стоит с косой за спиною каждого из нас…
Глава 8
Самая нормальная кривая
А сейчас будет спич про то, как эволюция наступает на среду.
Она наступает широким фронтом! Четко обозначая направление главного удара. Но если встречает мощное сопротивление, огибающим маневром с фланга обходит препятствие и прорывается вперед…
Это была метафора, как вы поняли. Но очень близкая к сути происходящего. Цель эволюционного наступления — захват жизненного пространства. Экспансия. Фронт наступления состоит из «солдат» — сходных элементов. Это могут быть люди, вирусы, особи какого-то вида, сами виды… «Солдаты» хотя и сходны, но не абсолютно идентичны. Электроны, скажем, идентичны. Один электрон невозможно отличить от другого. А вот сложные объекты, состоящие из множества электронов, протонов и нейтронов, никогда не бывают совершенно тождественными. Они всегда немного различаются.
Иванов красивый, а Петров страшный. У них разные отпечатки пальцев. Разная длина носа, черты лица, форма ушей. Разные рост, характер, особенности работы гормональной системы, природные склонности, вес, оволосение, группа крови, размер ботинок — у одного 39-й, у другого 45-й… Все люди до безобразия разные, и нет среди них двоих похожих. Иногда, правда, у женщин рождаются однояйцевые близнецы (генетические копии), но это редкое исключение, а не правило. К тому же люди, с близнецами общающиеся, все равно различают их по каким-то едва уловимым, но существующим признакам. Различия у сходных объектов есть всегда. Даже у копий. Две банкноты, вылетевшие из-под печатного станка одна за другой, отличаются друг от друга не только номером, но и микропризнаками.
И это касается не только людей и банкнот. Нет двух тождественных червяков, лютиков, рыбок, собак. Зачем природе нужны отклонения от среднего? Зачем эволюции нужно небольшое различие в лицах завоевывающих пространство солдат?
А затем же, зачем ей понадобилась смерть.
Смерть появилась тогда, когда возникла жизнь. До этого смерти не было. Камень, например, вечен. А зайчик смертен. Смерть — свойство живых субъектов. Конечно, камень тоже можно раскрошить, но это не будет смертью. Потому что смерть — это не случайное, а запрограммированное уничтожение объекта через какой-то срок. Для чего понадобилась такая хитрая штука, как самоликвидация? Почему бы эволюции не создать вечно живых, абсолютно одинаковых, размножающихся делением существ? Ведь без смерти заполнение жизненного пространства пойдет гораздо быстрее!.. Да, быстрее, но это будет экстенсивный путь. Путь проигрыша в качестве. Тактический выигрыш при стратегическом проигрыше. Вечные, совершенно одинаковые болванчики проиграют в экспансии смертным и постоянно обновляющимся. И вскоре окажутся сожранными. Тот, кто не меняется, — не приспосабливается к меняющимся условиям жизни и проигрывает. Его стирает либо изменившаяся среда (потепление, похолодание, изменение влажности, наступление моря…), либо конкуренты.
Смерть позволяет эволюции быстро менять фигуры на доске. Одно поколение, другое, третье… Той же цели служит двуполое размножение. Единственное, для чего природа «придумала» половое размножение, — это резкое повышение разнообразия, которое достигается путем смешивания разных признаков — от отца и матери. Постоянная мозаика, которая еще и дополняется мутациями. Мутации — это биологические флуктуации. Неопределенность в живом мире. Или, попросту говоря, ошибки в построении молекул. Абсолютное большинство мутаций в генах возникает из-за теплового движения молекул, и лишь малая часть — по иным причинам (радиация, мутагенные вещества, поступающие с пищей…) Одна маленькая ошибка в положении какого-нибудь фосфора в длинной молекуле ДНК, одна малюсенькая ошибочка, вероятность которой существует всегда (микромир есть микромир), — и мы получаем организм с новым морфологическим признаком.
Узнаете? Это же странный аттрактор — малое возмущение, вызывающее большое изменение в судьбе! Точкой бифуркации здесь является момент размножения. Так случайности на микроуровне природа включила в работу на макроуровне.
Смерть. Двуполое размножение. Мутации… Все это служит только и исключительно для повышения разнообразия, ни для чего больше. «Разнообразие» — кибернетический термин. Разнообразие для кибернетки все равно что множество для математики — одно из основных неопределимых понятий.
Разнообразие качеств животных — инструмент борьбы с меняющимися условиями природной среды. Набор отмычек. Постоянный подбор ключей. Сегодня хороши и востребованы такие формы, а завтра изменились условия, и стали востребованы иные, ранее бывшие в загоне и в меньшинстве. Сегодня комфортнее жить динозаврам, и они царят на планете, а млекопитающие — мелкие и немногочисленные — болтаются где-то на задворках. Но вот условия поменялись. И в новых условиях такие большие холоднокровные, как динозавры, существовать не могут, они вымирают, освобождая экологические ниши для теплокровных. И те завоевывают планету. Там, где разбита основная наступающая группа, вперед вырывается резерв, огибающий препятствие с фланга.
Разнообразие — это боевой резерв природы «на всякий случай».
Но чтобы ход эволюции не прекратился, на момент кризиса в популяции уже должны присутствовать те, кто вчера еще числился в аутсайдерах, а сегодня стал востребованным в новых условиях. Диктаторские, тоталитарные режимы потому и отличаются малой исторической живучестью, что давят внутри себя всякое инакомыслие, то есть разнообразие. А оно — ключевой фактор выживания. Говоря о единой нации как о монолите, который всех врагов сокрушит, диктаторы действительно превращают страну в монолит — беспримесный, твердый. Но хрупкий. Достоинство, как известно, обратная сторона недостатка, и наоборот. Хрупкость — обратная сторона твердости. Абсолютно твердый материал существовать не может, он мгновенно лопнет и разлетится на мельчайшие осколки, потому что он так же абсолютно хрупок — для взрыва ему достаточно будет толчка собственных молекул, колеблющихся под воздействием тепла.
Твердая государственная система, сплоченность нации вокруг одной идеи и одного лидера хороши лишь в условиях войны с другими подобными системами, но такое государство не имеет перспектив мирного развития, потому что негибко, непластично. Монолит не прорастет в будущее. В будущее может прорасти гибкая ветка — мягкая и структурно более сложная, нежели камень. Разнообразие общества — это продукт терпимого отношения к «инаким» людям. С другим цветом кожи, типом мышления, сексуальными предпочтениями, верой, идеями… Разнообразие идей — самое большое богатство цивилизации.
А идеи — удел молодых. Прогресс движут молодые. Эйнштейну было не сильно за двадцать, когда он придумал свою теорию относительности. Французский математик Эварист Галуа создал свою теорию групп, опередившую время на сотню лет, когда ему было 19. Лермонтову было 28, когда его убили на дуэли, а посмотрите на количество томов его полного собрания сочинений. Менделееву было 35, когда он открыл периодическую таблицу химических элементов. Эйлер стал академиком в 26 лет… Революционеры всегда молоды!
Некоторые мечтают о бессмертии. Представьте себе закосневшее общество вечных стариков (пусть даже биологически им будет лет сорок-пятьдесят). Спокойное, удовлетворенное, никуда не рвущееся. Половой гормон тестостерон уже не играет в крови, требуя декаданса, борения, подвигов и т. п… Каждый из них все уже давным-давно сделал в этой жизни. А если творческие потенции у кого-то еще остались, их никогда не поздно проявить, ведь впереди — вечность! Куда спешить-то?…
Только смерть заставляет нас спешить: «Мне уже сорок! А что я сделал?!»
Впрочем, сообщество вечных существ, если бы такие и создала природа, никогда не дожило бы до цивилизации. Заполнив собой всю экологическую нишу, вечные неизбежно начнут пожирать собственное потомство — чтобы избавиться от конкурентов на экологическую нишу. Лишь собственная смертность заставляет мало-мальски заботиться о потомстве. Потому что это единственный способ продлить себя в вечность. Способ «кривой», как федеральный номер мобильной связи, но иного нет.
Цель вида — сохраниться и продолжить себя в будущее как можно дальше. И для этого лучше, если особи будут смертными. И разнообразными.
Разнообразие подчиняется определенному закону, который называется законом нормального распределения. Математическое его выражение представлено в эпиграфе. Посмотрели? Этой формулой описывается такая вот колоколообразная кривая.
Название закона говорит само за себя. По такому закону в природе распределяются свойства многочисленных сходных объектов. Если свойства укладываются в такую вот кривую, это нормально.
Посмотрите на график. По горизонтали отложен любой признак, например рост взрослого мужчины. По вертикали — число объектов с таким признаком. Медиана (средняя линия графика) — средний рост в популяции. По сути, кривая нормального распределения показывает характер отклонения от среднего. Мужчин с очень большим ростом и с очень малым — совсем чуть-чуть. Больше всего людей со средним ростом и близким к нему. Чем больше отклонение от среднего — тем меньше число таких объектов или, что то же самое, — тем меньше вероятность найти объект с подобным отклонением.
… По такой же кривой распределяется IQ — коэффициент интеллекта в популяции. (Средний коэффициент интеллекта для человеческой популяции равен 100.) Вот результат одного из интернет-замеров IQ.
IQ = 65 — 664 чел. IQ = 97— 4782 чел. IQ = 129 — 3225 чел.
IQ = 71 — 1352 чел. IQ = 103 — 5136 чел. IQ = 135 — 2480 чел.
IQ = 77 — 2377 чел. IQ = 110 — 4941 чел. IQ = 142 — 1763 чел.
IQ = 84 — 3441 чел. IQ = 116 — 4574 чел. IQ = 148–963 чел.
IQ = 90 — 4413 чел. IQ = 122 — 4016 чел. IQ = 155–437 чел.
По гауссиане ложатся снаряды вблизи от точки прицеливания.
По гауссиане распределяется число букв (страниц) в выпускаемых цивилизацией книгах.
По гауссиане распределяется вероятность обнаружения частицы в какой-либо точке пространства (по сути, закон Гаусса — это всего лишь отражение волновой функции микромира в макромире).
По гауссиане распределяется артериальное давление в популяции.
По гауссиане распределяется размер шариков, которые делают на шарикоподшипниковом заводе для подшипников… В технике, медицине и прочем прикладном деле на графике нормального распределения проводят две вертикальные линии, отсекающие крайние значения кривой, — шарики, лежащие справа или слева от этих линий, считаются браком, поскольку не укладываются в заданные технологами размеры. Но проведение «границы нормы» — дело произвольное. Можно ли считать человека с ростом 195 см или коэффициентом интеллекта 143 ненормальным? Это зависит от вашего вкуса — от того, как вы захотите провести ограничительные линии стандарта. Если вам хочется, чтобы в норму укладывалось 95 % популяции, значит все, что попадает в 5 %, — «аномалия». Тогда и 195 см, и 143 IQ — ненормальность. Но вообще-то, оба эти значения лежат на кривой нормального распределения.
Так что норма и ненорма — всего лишь дело вкуса. Вопрос проведения границ.
Какие следствия вытекают из закона нормального распределения? Ну, вот, например, одно из них: пропаганда никогда не сможет объять всех жителей большой страны. Всегда останутся люди, не охваченные информацией. Пример. Казалось бы, кто в России не знает Гагарина? Однако опросы общественного мнения показывают, что в обществе есть люди, которые не знают, кто такой Гагарин. (С другой стороны кривой находятся люди, которые очень много знают о Гагарине, но их тоже крайне мало.)
При большом количестве народа мы, поискав, найдем того, кто не знает, что дважды два — четыре. Такие люди есть среди слабоумных, например. (Или вы их уже за людей не считаете?)
Еще одним отражением закона нормального распределения является «закон Никонова», как я его скромно называю. Мой закон звучит так: «Всякая значимая зависимость носит экстремальный характер».
Кривые с максимумом (или минимумом) называют экстремальными. А горб (впадина) на кривой носит название экстремума.
Поясню на примере. Если вы слышите от кого-то фразу типа «чем больше пьешь, тем хуже для здоровья», знайте: фраза ошибочна. Потому что человек строит здесь прямую пропорциональную зависимость. А это чрезмерное упрощение природных процессов, значимая зависимость должна быть похожа не на прямую, а на гауссиану, то есть иметь экстремум. Прямая же пропорциональная зависимость может сработать только в первом приближении — когда оба собеседника примерно одинаково очерчивают для себя границы ее применения. Если же один из них выходит за «область определения функции», у собеседников случается несогласие.
Раздвинув рамки пития от нуля до бесконечности, мы увидим, что есть некий оптимум алкоголя для здоровья. Если вы пьете больше этого значения, получается вред здоровью. Но и если вы пьете меньше, тоже выходит вред! Оптимум пития лежит где-то в районе стакана красного вина в день (что эквивалентно стопке водки). По статистике, пьющие около стакана красного вина в день меньше страдают от сердечно-сосудистых заболеваний и живут дольше.
Фраза «чем больше пьешь, тем хуже для здоровья» явно сказана человеку, чересчур увлекающемуся спиртным. Она работает только в области правее оптимума. Если вы начертите график смертности в зависимости от количества выпиваемого спирта в день, он будет похож на гауссиану. С горбушкой оптимального питья в районе примерно 30 г чистого спирта в день.
Значимые экстремальные зависимости, о которых я тут говорю, являются просто отражениями кривой нормального распределения.
«Чем больше ты занимаешься спортом, тем лучше…» Ложь. Зависимость здоровья от спорта экстремальна. Есть некий оптимум занятий, а при его превышении начинаются перегрузки и профессиональные болезни (присущие всем профессионалам, в том числе и спортсменам).
«Чем больше мощность движка, тем лучше тачка!..» Конечно, нет. Зависимость экстремальна. После некоторого повышения мощности управляемость машиной резко ухудшается. Считанные десятки людей на Земле могут управлять формулой-1 и получать при этом не только стресс, но и удовольствие. Если же на машину поставить ракетный двигатель, вместо удовольствия случится довольно быстрая погибель.
Та же история с чистотой тела и жилища. В определенных пределах гигиена полезна, она спасает от болезней. Но только в определенных. Потому что избыток стерильности ведет к болезням — аллергиям. Когда испытуемых (этот опыт проводили с космонавтами) помещали в стерильную среду, у совершенно здоровых людей начинались аллергические реакции. Иммунной системе нужно с чем-то бороться. Когда бороться не с чем, она начинает крушить что ни попадя.
По статистике, разными аллергиями страдают 38 % взрослого населения планеты. Особенно это характерно для развитых стран вообще и Японии в частности. Там все буквально помешаны на чистоте и боязни микробов — даже для компьютерных мышек стали делать индивидуальные гигиенические чехольчики. Одноразовые. Да и европейцы немногим лучше. Помню, когда я был в поселении бедуинов в Сахаре, нас строго-настрого предупредили: нельзя пить воду, которую пьют аборигены. Европейский желудок с местными микробами в сырой воде не справится — изнежен.
Та же история с психическими заболеваниями. Чем комфортнее жизнь в стране, тем больше в ней шизы, самоубийств, депрессий. А на войне не только депрессий нет, но и ангинами люди не болеют. В экстремальных ситуациях организм мобилизуется. В комфортных — расслабляется. Вот и выбирайте — война или насморк…
Так что всякий раз, когда собеседник пытается склонить вас к чему-либо, нарисовав прямую пропорциональную зависимость (или обратно пропорциональную, все равно), подумайте немного, и вы, скорее всего, найдете, что функция, о которой он говорит, экстремальна. И ваша задача — определить оптимум, а не поддаваться эмоциям.
Если же вам не удалось представить функцию в «горбатом» виде, одно из двух: либо вы некорректно определили зависимости и поставили границы, либо функция незначима, плюньте на нее.
Глава 9
Разнообразие против разнообразия
Разнообразие — это хорошо. Разнообразие — ключ к выживанию. Но мир диалектичен. Поэтому нельзя сказать, что всякое разнообразие есть благо.
Один из основателей российской школы синергетики социального прогресса, профессор Назаретян, приводит для прояснения этой ситуации такой пример. У всех граждан стрелки часов показывают одно и то же время (с учетом точности механизмов). Это неразнообразно! Вот если бы каждый человек поставил себе на часах то время, которое ему больше нравится, разнообразия было бы больше. Но при этом вся социальная жизнь была бы дезорганизована.
Если бы все автомобили по дорогам двигались кто во что горазд, не соблюдая единообразных правил, движение было бы дезорганизовано.
Так что не всякое разнообразие — движитель прогресса. Хаотическое, например, нет. А организованное разнообразие, разнообразие ограниченное, канализированное, системное — да. Это понятно. Непонятно другое…
Антиглобалисты переворачивают автомобили и устраивают беспорядки (хаос), протестуя против процессов глобализации. Их аргументы: глобализация нивелирует страны, снижая культурное разнообразие, низводя культуру до общеупотребительного масс-культа, а еду — до фаст-фуда.
Как мы, заядлые глобалисты, должны отвечать на эти деструктивные бредни? Тенденция прогресса, глобализма ясна, ее можно выразить придуманным мною для наглядности лозунгом: «Одна планета — одна валюта — одна страна — один язык». Потому что прогресс ведет к удобству и комфорту, а один стандарт (валюты, языка, правил пересечения границ) удобнее целой кучи слабо согласованных между собой стандартов. Снижает ли это культурное разнообразие? Конечно! Если бы каждый производитель винтов и гаек придумывал свои параметры резьбы и свой диаметр болта, в мире техники было бы очень много разнообразия и очень мало технологичности. Именно так и было на заре развития промышленности: каждый производитель делал свои гайки и болты, они не были взаимозаменяемыми, и, можно сказать, в промышленности царил полный хаос, когда подходящий винт найти было решительно невозможно. Потому и появились стандарты. Мировая экономика требует одинаковых стандартов, потому и возникла в Европе такая денежная единица, как евро — стандартизованное денежное средство обращения.
Информационная цивилизация требует уплотнения информационных потоков, поэтому простой аналитический английский язык все более и более становится языком международного общения, в отличие, скажем, от синтетического русского (впрочем, тут еще и исторический аспект нужно учитывать).
Как же так получается, что прогресс (эволюция цивилизации) приводит к снижению культурного разнообразия — языков станет меньше, валют меньше, национальные костюмы люди носить перестанут?… Дело в том, что эволюция — это постоянная смена одних разнообразий другими. Происходит унификация по одним признакам (внешним) и растет разнообразие по другим (внутренним), то есть система, упрощаясь внешне, становится сложнее внутренне. В кибернетике это называют законом Седова.
Пример. Какие были роскошные кареты в Средние века! Каждая — произведение искусства. Каждый каретных дел мастер городил свои навороты, вензеля, украшения и прочие причиндалы. По форме кареты были разнообразны, но по сути это были примитивные повозки на лошадиной тяге.
Современные легковые автомобили внешне менее разнообразны — этакие зализанные аэродинамические обмылки, схожие друг с другом. Но внутреннее разнообразие повозок выросло неизмеримо! Нечего и сравнивать сложность устройства кареты и «Мерседеса»!
Унификация, стандартизация внешних признаков при колоссальном внутреннем усложнении — вот что такое эволюция. То, что антиглобалисты и прочие духоборцы называют культурным разнообразием, — всего лишь внешние признаки, шелуха, мишура. Национальные костюмы, языки, национальные валюты, национальные блюда, национальные обычаи — все это в большинстве своем уйдет, как ушли из русского обихода расписные русские рубашки, кушаки, бороды, пареная репа и прочая национальная экзотика.
Впрочем, не все национальное уходит. Кое-что остается. Но остается весьма хитро — потеряв статус национального и став общим. Так, давно уже стала интернациональной когда-то итальянская пицца; кимоно носят не только японцы, но и спортсмены всего мира, практикующие единоборства; резные фигурки Будды стоят не только в домах буддистов, служа не предметом культа, но простым украшением; слова из одних языков перекочевывают в другие, причем с ускорением информационного обмена этот процесс тоже ускоряется…
Но, параллельно с определенной внешней стандартизацией, общество невероятно усложнилось по своему внутреннему устройству. Сравнивать социальные организмы XIX и XXI веков просто смешно. Возникли тысячи новых профессий и видов деятельности, усложнились связи между людьми, транснациональные корпорации давно перешагнули границы стран, международные организации протянули свои щупальца по всему шарику… Наконец, появились компьютеры и сети — предтеча центральной нервной системы будущего глобального социального организма. Впрочем, об этом позже.
В заключение — пару слов по поводу ненавистных многим фаст-фуда и масс-культа… Фаст-фуд даже в Америке едят не все и не всегда. Кроме того, в систему мирового фаст-фуда входят палатки, продающие в картонках китайскую еду. Однако почему-то против китайского фаст-фуда антиглобалисты не борются. Им важен символ — наиболее успешная и потому известная система быстрого питания — «Макдоналдс». К тому же «Макдоналдс» — американская компания, а США стоят первыми на пути глобализации, поскольку у них наиболее успешная на сегодняшний день экономика. Богатым всегда завидуют, отсюда и ненависть к Америке в мире и к Москве — в России.
Что же касается массовой культуры, то в этом словосочетании слово «массовая» прилагательное, а существительным является по-прежнему «культура». Что плохого в распространении культуры в массы? И главное, кому именно от этого плохо?
К тому же «массовый» означает «общедоступный». Что плохого в том, что культура стала доступной не только аристократии?… Конечно, при распространении на широкие круги граждан произошла неминуемая редукция (упрощение) культуры, некоторое снижение качества, но зато плебс поднялся на небольшую ступеньку, с которой дальше поднимется на еще одну небольшую ступенечку — и так далее.
А то, что интеллигенция, крича о падении культуры в обществе, понимает под словом «культура», — это, как правило, культура для специалистов по культуре. Вещь в себе, интересная немногим разбирающимся. Штучки на любителя — «симфонии всякие». Аристократы духа (специалисты в области «высокой» культуры) всегда будут презирать неспециалистов. Также как компьютерные специалисты презирают и смеются над ламерами. Поэтому не стоит обращать внимание на панические крики о гибели культуры — она не гибнет, она расширяется.
Социальная эволюция есть не что иное, как постоянное расширение количества операторов, то есть центров принятия решения, вовлечение все большего числа людей в функции управления, будь то управление собственным самодвижущимся экипажем, компьютером, банковским счетом или участие в делах государства путем референдумов и голосований. А управленцы должны быть культурными, согласитесь. Некультурная нация не выиграет конкурентную экономическую гонку. Именно высокая технологическая культура японцев делает японскую технику превосходящей по качеству, скажем, таиландскую. Хочешь производить сложные и качественные вещи, запускать сложные процессы, хочешь быть на острие прогресса — будь культурным. В первую очередь технологически. А поскольку технологическая культура неразрывно связана с общей культурой, и началось в мире повальное распространение культуры на массы — масс-культ.
Сейчас в мире идет распространение новой культуры, которая несет новые стереотипы поведения, новые паттерны, новые парадигмы.
Глава 10
Теория исключений
«Переходя дорогу, сначала посмотри налево, потом — направо», — так меня учили в детстве. И тебя, читатель. И вообще 90 с гаком процентов людей на земле учат именно так. А остальных учат по-другому: «Переходя дорогу, сначала посмотри направо, а потом — налево». Эти исключительные люди — папы, мамы и дети — живут в странах с левосторонним движением. Правостороннее движение для нашего мира — правило. Левостороннее — исключение.
Правша — правило. Левша — исключение.
В России, как известно, правостороннее движение. Но 0,1 % всей железнодорожной сети нашей страны имеет левостороннее движение! Это ветка от Казанского вокзала до Рязани плюс еще две станции от Люберец по Куровской ветке. Одна десятая процента из 100 % — явное исключение.
Часы, идущие по часовой стрелке, — правило. Часы, идущие против часовой стрелки, — исключение. У меня такие дома стоят в комнате сына — прикол сувенирный.
Исключения бывают «плохие» и «хорошие». Как Правило бить человека палкой по голове плохо. Но как Исключение бывает и хорошо. Одна слепая английская женщина, на которую напали хулиганы и ударили по голове, от этого удара внезапно прозрела. Ее голова сработала, как старый советский телевизор, который для восстановления контакта нужно было хорошенько шарахнуть кулаком сверху.
«Исключение только подтверждает правило», — известная поговорка, сути которой я, честно говоря, никогда не понимал. Подозреваю, что и никто не понимает, только прикидываются понимающими и вовсю употребляют при случае.
Мы с вами — люди умные, мы уже знаем, почему в мире существуют исключения. Они существуют, потому что для них есть база в микромире — неопределенность, принципиальная непредсказуемость элементарных частиц. Микромир не фатален. Но ведь законы физики в макромире, как уже отмечалось, превосходно действуют! Потому как, даже если одна частица ведет себя маловероятно, то остальные десять миллионов вокруг нее быстренько нивелируют ее влияние. Массивные тела ведут себя вполне предсказуемо. Поэтому существуют физические законы. С их помощью можно делать предсказания, конструировать, запускать спутники на орбиту…
Случайности должны гаснуть, подавляться в микромире, не добираясь до уровня макромира. Отчего же исключения прорываются «на поверхность»?… Не знаю, задумался бы я когда-нибудь о природе исключений, если б жизнь не свела меня с московским физиком Виктором Чибрикиным. Все последние годы он только и делал, что занимался теорией исключений. Ну не прелесть?!
Болдинская осень бывает не только у поэтов. И не только осень. И не только болдинская. У Чибрикина из Института химической физики однажды случилась малаховская зима. И тоже весьма благотворно повлияла на ход умственной деятельности, надо сказать. Человек с осени заперся на даче, в Малаховке, на работе в институте не появлялся, а его руководитель не только не уволил Чибрикина, а даже, напротив, благословил его на научный подвиг и старался не отвлекать. Потому что понимал: занимается товарищ Чибрикин архиважным для науки делом — чудесами. То есть явлениями апериодическими и непредсказуемыми.
Чудо — это и есть исключение из правил. Кажущееся нарушение физических законов. То, чего быть не должно. Но что, тем не менее, случается.
Сам Чибрикин начал заниматься чудесами буквально «на слабо». Когда-то советская геронтократия озаботилась продлением человеческой жизни, и перед учеными поставили такую задачу: искать лекарства от старения — геропротекторы… Вся Академия наук тогда над этим голову ломала. И Чибрикин тогда буквально по наитию вдруг брякнул в научной среде, что даже если изобрести самое правильное, самое безупречное, практически идеальное средство для продления жизни и всем его раздать, то большинству народа оно жизнь, конечно, продлит, но меньшинство умрет раньше!
Почему? В силу законов физики.
Чибрикину тогда сказали: докажи, если ты не трепач! Он завелся, вывел формулы, послал статью в печать. Но поскольку была эпоха брежневского заката, крамольную статью о стариках публиковать не стали. Прошло двадцать лет. И однажды Чибрикин случайно попал на очередной семинар, где искали механизмы продления жизни. И вспомнил свою забытую работу. И решил обобщить ее. Он, как и все мы, знал, что существуют Правила. И всегда существуют Исключения. И решил объяснить, почему же они возникают. Найти физический механизм Исключений не только для лекарств, но и вообще. Красивая задача, согласитесь, — методами физики отвечать на философские вопросы…
Почему, например, нет лекарств без побочных действий? В 1969 году вышла книга некоего Мозера «Болезни прогресса в медицине». Автор пишет, что лекарственная медицина породила столько же болезней, сколько лекарств. Он собрал более 5 000 описаний побочного действия различных лекарств и медицинских процедур. Возник даже новый раздел медицины — ятрагенная патология, посвященная побочным действиям препаратов.
Наиболее известное побочное действие в те годы, когда писалась книга Мозера, получил талидомид. Это лекарство придумали против токсикоза и отторжения плода у беременных. Оно действительно облегчало процесс родов, имело успокаивающее действие… Им за многие годы воспользовались миллионы женщин. И все было хорошо. А потом выяснилось, что в ряде исключительных случаев талидомид приводит к рождению уродов. Результат — 12 000 пострадавших на миллионы принимавших лекарство. Возьми любое, самое безопасное, лекарство — чем больше народу его потребляет, тем больше вероятность смертельного случая.
… Во время беседы с Чибрикиным я вспомнил один фантастический рассказ, который прочел еще в детстве. Сюжет не помню, героев не помню, отложилось только, что герои столкнулись в Космосе с чем-то таким, чего быть не могло. И тогда один из героев решился на смелую гипотезу: а вдруг мир совсем не таков, каким мы его себе представляем?
Как мы познаем мир? — рассуждал герой. Мы познаем мир с помощью научной методологии. Что это значит? Ну вот, например, есть некий черный ящик с синей и красной лампами и кнопкой. Ученый проводит серию опытов — двадцать раз нажимает кнопку. И каждый раз загорается красная лампа. Если ученый добросовестный, он проведет еще серию опытов — еще раз двадцать нажмет кнопку. Каждый раз загорится красная лампа. Ученый выведет закон: «При нажатии на кнопку ящика загорается красная лампа». Закон опубликуют в школьных учебниках. Наука сделана…
Это правильно. Помню, на самой первой, базовой лабораторной работе по физике в институте нас заставили заниматься какими-то глупостями — мы брали стальной цилиндрик и измеряли его высоту микрометром. По десять раз одну и ту же высоту. Значения получались чуть-чуть разные, потому что у каждого прибора есть ошибка, да и цилиндрик неидеален по высоте в разных точках. Потом мы вычисляли среднюю высоту цилиндрика, среднюю ошибку измерений и какую-то там среднюю квадратичную ошибку, кажется… В общем, учились делать измерения по-научному. Формулы специальные были. Но кроме формул мы узнали и еще одно правило, не формульное, а жизненное: крайние значения отбрасываются.
Крайние значения всегда отбрасываются. То есть если в результате десяти измерений одно значение резко выделяется на фоне остальных, оно признается ошибочным. В простейшем случае с цилиндриком это было настолько самоочевидно, что никакого внутреннего протеста не вызывало, напротив, вызывало только внутреннее согласие. Ну в самом деле, если все значения измерений колеблются между 15,1 мм и 15,4 мм, то значение 158 мм, естественно, нужно выбросить при подсчете среднего. Явная ошибка — то ли измерил неточно, то ли записал неправильно. Не может же цилиндрик в десять раз увеличиться в какой-то момент!.. А на практике отбрасывается даже значение 15,8 — такое отклонение измерения на фоне остальных считается недопустимым.
Это я к тому, что если вдруг в бульварной прессе появляется сенсационное сообщение: на ящике загорелась синяя лампа, то вывод ясен — явный бред. Какая-то человеческая ошибка. Крайнее значение. А если фанатики не уймутся, можно взять ящик и провести серию опытов — специально для дураков. Сам великий (к тому времени) ученый, открывший Закон ящика, не будет, конечно, проводить этот опыт, практикантам даст потренироваться — пусть поучатся, даже полезно. Ведь в науке что самое приятное: опыт может провести и убедиться в горении красной лампы любой и каждый, кто умеет жать на кнопку, причем сделать это он может в любой точке земного шара. Это и есть воспроизводимость результата, на которой строится наука.
Ну, нажмут практиканты еще двадцать раз на кнопку. Ну, сто раз нажмут. Тысячу раз никто нажимать не будет — скучно и бессмысленно. Еще раз подтвердят закон — красная загорается. Но что если внутри ящика стоит логическое устройство, которое зажигает синюю лампу в среднем один раз на десять тысяч нажатий кнопки? Или один раз на сто тысяч нажатий? На миллион?… Тогда это и есть чудо, то есть явление, противоречащее известному физическому закону и происходящее непонятно когда. «А вдруг мир как раз и устроен „чудесно"?» — рассуждал герой того фантастического рассказа. Ведь природа для нас — тот же черный ящик. Вдруг на миллион нажатий один раз случается чудо?
… Со времен прочтения фантастического рассказика прошло много времени. Я стал большой дядька, по ходу произрастания выучил всякие науки. Мерил цилиндрик в институте. А главное — понял всю наивность того рассказика (точнее, его автора). Расстался с детскими иллюзиями и неразрешимыми вопросами. Бывает в детстве и отрочестве у каждого мыслящего существа человеческого роду-племени такой период, когда ребенок задумывается о мире, в котором живет. Например, о том, фатален мир или нет, в чем смысл жизни, зачем нужна любовь, и о прочей ерунде, не имеющей никакого отношения к будущей зарплате. Науки (последовательно: физика, психология, этология) уже ответили на все эти «вечные» вопросы. Мир стал более понятным и менее чудесным.
«Чудес не бывает» — в общем-то довольно справедливо решает для себя взрослый, умудренный опытом человек. Но исключения тем не менее случаются…
21 сентября 1921 года в германском городе Оппау «зажглась синяя лампа». Там был крупнейший химический завод по производству азотных удобрений. Аммиачную селитру делали. Ее насыпали в кучи, кучи слеживались, и, чтобы их расколоть, в массиве долбили лунку, туда ставили небольшой зарядик, который, взрываясь, дробил монолит для погрузки в вагоны. Это было безопасно.
Это было абсолютно безопасно, потому что десять, двадцать, сто, тысяча взрывиков прошли без последствий. Больше того — двадцать тысяч (!) дроблений взрывом прошли без эксцессов. Это был закон (правило): удобрения не взрываются. А 21 сентября произошло Исключение — сдетонировала вся аммиачная селитра на складе. Если бы, как в гипотетическом примере из фантастического рассказа, действительно просто зажглась дурацкая синяя лампа на ящике, этому чуду никто бы не поверил, да и мало кто его заметил бы. Но здесь взорвался склад, химический завод и половина города. Полегли сотни людей. А на месте взрыва возникло озеро глубиной 20 метров и площадью 100 165 метров. Не заметить такое «чудо» германским ученым было сложно.
А в 1991 году уже в России, под Рязанью, на окраине города Сасово, в чистом поле, уже без всяких детонаторов, взорвалось и испарилось 32 тонны сельхозудобрений. Ну что за прелесть эта аммиачная селитра!.. Сразу пошли разговоры о пришельцах и НЛО, потому что поверить в инопланетян нашим людям легче, чем в чистое чудо. А разве не чудо? По всей стране эта селитра десятилетиями кучами лежит, выброшенная колхозниками в мешках на поля. И вдруг ни с того ни с сего самопроизвольно происходит чудо взрыва… Ну хорошо, пускай не чудо, назовем более нейтрально — Исключение. Откуда оно берется? В микромире действует Случайность (вероятность), а в макромире — Законы. На основании Физических Законов мы делаем предсказания. Так? Вроде, так…
Так, да не так! В макромире тоже действует вероятность. Есть кубик; предсказать грань, на которую он упадет, невозможно. Или, допустим, мы имеем тысячу консервных банок. Известно, что через двадцать лет 10–15 из них вздуются. Но какие и сколько именно вздуются, предсказать невозможно. Случайности микромира все-таки прорываются в наш мир. Как им это удается?
Именно этот вопрос я и задал небритому Чибрикину в синих джинсах.
— А скажите мне, почему чай сладкий — потому, что сахар положили, или потому, что ложкой помешали? — вопросом на вопрос ответил Чибрикин.
— Из-за обеих причин.
— Верно. Одной причины недостаточно. Если не положить сахар, то нечему и быть сладким. То есть если бы не было случайности на уровне элементарных частиц, откуда бы тогда взяться ошибкам в нашем мире? А если не помешать ложкой, сладость не распространится по всему объему воды. То есть помимо ошибки должен существовать какой-то механизм распространения ошибки. Некая информационная система, которая делает ошибку «престижной», навязывает ее всему объекту.
Что же навязывает исключительность части — целому?
Магма, которая извергается из вулкана, постепенно остывает. И когда ее температура опускается ниже точки Кюри, вулканическая порода под воздействием магнитного поля нашей планеты намагничивается. Намагничивается она вдоль внешнего поля. Это естественно. Так работает один из главных физических принципов — принцип наименьшего действия. Прямое следствие закона сохранения энергии. Вода течет вниз, ферромагнит намагничивается вдоль внешнего поля, тепло от нагретого тела передается менее нагретому.
Именно поэтому японский ученый Уеда из Токийского университета был просто шокирован, когда обнаружил, что магма японского вулкана Харуна намагничена против поля Земли. (Кстати, и кимберлитовые трубки в Якутии тоже намагничены против).
Уеда проделал опыт. Он плавил в тиглях вулканическую породу, после чего охлаждал ее. И среди десятков образцов всегда попадались такие, которые намагничивались против внешнего поля. Понятно, что на уровне микромира, в силу его случайности, всегда есть «ошибки», «иное поведение». Небольшая часть частиц ведет себя «неправильно». Но ведь большая часть частиц в образце ведет себя верно. Почему же весь образец получается «ошибочным»? Как одна «сумасшедшая» частица навязывает свою «волю» всем окружающим, «правильным»? Как один, явно неадекватный, Вождь навязывает свою паранойю целой стране? Ясно, что для того чтобы ошибка распространилась и захватила весь образец (пробирку, страну), должны быть какие-то особые условия.
Для того чтобы понять, как случайность распространяется и захватывает все «жизненное пространство», давайте посмотрим, как распространяются исключения в мире людей.
Почему в Англии правостороннее движение? Англия — островное государство, соответственно, морская держава. Небольшим парусным судам удобнее расходиться левыми галсами (потому что люди — правши и парусное вооружение устроено под правшей). Так же моряки и рыбаки расходились на суше. Вышедшая из портовых городов и селений левосторонность постепенно захватила всю страну.
В Японии тоже левостороннее движение. Но там первичная случайность была другой. Правши носят меч на левом боку. А в Японии был обычай, согласно которому, если простолюдин задевал меч самурая, это считалось оскорблением, за которое самурай тут же сносил ему голову. Поэтому самурая старались на всякий случай обходить справа, со стороны, где нет меча, чтобы не задеть его ненароком.
Еще один гипотетический пример. Допустим, две фирмы выпускают одинаковые проигрыватели, только у одной фирмы диск вращается налево, а у другой — направо. С точки зрения техники это абсолютно все равно. Вопрос: какая фирма победит в итоге? Ответ: скорее всего та, которой в первое время удастся продать наибольшее число проигрывателей. Потому что люди хотят обмениваться дисками. И прежде чем купить проигрыватель, человек опросит всех своих знакомых, в какую сторону у них диск крутится. И купит такой же. Чтобы была совместимость. Так постепенно случайность (кто в первый момент больше продал) захватит весь образец — страну (или мир).
Эти три примера показывают, что, помимо самой случайности, должна существовать в образце еще некая информационная система, которая разносит случайность по всему образцу. В случае с размешиванием сахара в стакане роль информационной системы играет болтающаяся в стакане ложка.
А что вообще такое информационная система?
Для ответа на этот вопрос вспомним, что такое информация. Информация — это сигнал, которого ждут. Когда дело касается людей, все понятно, их информационная система — язык. Но электроны в застывающей вулканической магме ведь не обмениваются рассуждениями, как породу намагнитить! У природы-то какая информационная система?…
В данном случае информационная система — геомагнитное поле Земли. Если бы оно было однородным в пространстве и времени, никаких сбоев не было бы и лава всегда застывала бы вдоль земного поля. Все происходило бы как по учебнику. Но поле Земли под воздействием Солнца «гуляет». Это и порождает ошибки.
Если мне не изменяет память, еще в середине прошлого века учеными из Казани было показано, что слабые колебания магнитного поля могут сдвигать равновесие химической реакции в ту или другую сторону. Как это происходит? Дело в том, что химическая реакция осуществляется крайними электронами в атомах. Атомы соединяются в одну новую молекулу, если их крайние электроны становятся общими, попадают на одну орбиту. Для этого электроны должны иметь разный спин (чтобы не нарушался принцип Паули, о котором в этой книжке нет ни слова, поскольку я не хочу тебя лишний раз перегружать, мой любимый читатель). Так вот, колебания внешнего магнитного поля влияют не на энергию электронов, а на их спин. Именно это и влияет на скорость прохождения химических реакций — повышается вероятность реагирования столкнувшихся молекул.
Полевая информационная система устроена таким образом, что мы ее аппаратурно наблюдать не можем. Такова природа безызлучательного спинового обмена между электронами! Его можно наблюдать только косвенно…
Я не стану далее погружаться в рассуждения о синглеттриплетном спиновом механизме ввиду их полной непубликабельности в широкой печати. Скажу лишь, что именно в солнечных циклах колебания электромагнитной активности кроется природа многих Исключений на нашей чудесной планетке. Но не всех. Например, природа биологических исключений — мутаций — сидит в тепловом движении молекул.
Короче говоря: «Нет правил без исключений».
И это единственное правило без исключений.
Глава 11
Желтый карлик
В 1964 году тысячи химиков на планете Земля словно сошли с ума. Ежедневно, в одно и то же время по Гринвичу, они с упорством маньяков раз за разом воспроизводили простейший школьный опыт — смотрели на реакцию осаждения оксихлорида висмута в коллидном растворе. Каждый их них наизусть знал, что получается в результате реакции, и не это их интересовало. Их беспокоила скорость осаждения. Привыкшие всю жизнь следить за результатом, а не за процессом, они вдруг, после неожиданного доклада одного итальянского профессора на научной конференции в Ленинграде, впервые за всю историю обратили внимание не на результат, а на процесс. И были поражены…
Оказалось, что скорость реакции с каждым днем менялась! Причем менялась она одновременно в Чили и Англии, Японии и Канаде… Кривые параллельно подскакивали и падали. Скорость реакции не зависела от страны, она зависела… непонятно от чего. Был какой-то внешний фактор, который влиял на скорость протекания реакций в водных растворах. И было ясно, что этот загадочный неучтенный фактор не мог не влиять на реакции в организме человека, поскольку человек на 70 % — из воды. Более того, наибольшее влияние этот икс-фактор должен был оказывать именно на скорость биохимических реакций в мозге, поскольку содержание воды в сером веществе — 90 %! И это уже пугало, ведь биохимические реакции организма по-иному называются жизнью, а биохимические реакции в мозге — мышлением. Каково наше мышление, таково и поведение. Так кто или что дергает людей-марионеток за невидимые ниточки химических реакций? Что управляет нами? Какой такой загадочный фактор, на который раньше просто не обращали внимания?
Покопавшись в истории науки, ученые выяснили, что нечто подобное происходило и раньше. В далеком 1935 году японский профессор Таката, экспериментируя с человеческой кровью, открыл реакцию флокулляции (оседания) альбуминов. Альбумины — это белки крови. В пробирке они выпадали красивыми красными хлопьями — флокуллировали. Ф-реакция Такате очень понравилась. Анализ крови позволял выявлять некоторые болезни. Но прежде чем предложить свое открытие научной общественности и медикам, Таката с японской тщательностью решил как следует все изучить. Бедняга в тот момент и подумать не мог, что изучение затянется почти на двадцать лет и поставит перед Такатой и всем человечеством массу вопросов.
В один прекрасный день Ф-реакция у доноров вдруг начала расти. При этом никаких симптомов болезни ни у кого не было, но у всех подопытных явно пошли в организмах какие-то одинаковые процессы. Менялись доноры, время суток, менялись места экспериментов — Таката брал кровь в лаборатории, в глубокой шахте, в самолете, в барокамере… Он даже на всякий случай проводами заземлял испытуемых, чтобы исключить влияние статического электричества от разной одежды испытуемых. Началась и закончилась Вторая мировая война, упали на Японию атомные бомбы, а Таката все экспериментировал. Профессор искал неучтенный фактор влияния и пытался исключить его. И не находил. «Кривые крови» у разных людей год за годом, словно в насмешку, колебались синхронно, где бы ни проводился эксперимент. Кто дирижировал оркестром?
В конце концов Таката нашел причину! Сначала японцу удалось уловить суточную закономерность колебаний — реакция вырастала за семь минут до астрономического восхода и падала ночью. Росла во время солнечных затмений. Падала при появлении на Солнце пятен.
Солнце!..
Виновник был найден, а результаты японского исследователя… забыты. Врачам не было дела до звезд, астрономам — до медицины, послевоенная Япония только-только поднимала экономику. А между тем на результаты исследований следовало бы обратить самое пристальное внимание…
Как известно, источником практически всей энергии, которой пользуется наша цивилизация, является Солнце. Причина и двигатель земной эволюции — тоже Солнце. Недаром древние считали бога Солнца главным в языческом пантеоне и усердно ему поклонялись. Зато физики и астрономы относятся к светилу без почтения: они слишком многое о нем знают. «И на Солнце есть пятна!» — эта крылатая фраза разочарования явилась одним из первых научных знаний о нашей звезде. Что поделать, знания умножают печали и ниспровергают святыни…
Читать бесплатно другие книги:
