        „эвид „ойч. ‘труктура реальности

         David Deutsch
      The Fabric of Reality
      Allen lane the penguin press
       „. „ойч
      ‘труктура ђеальности
      Џеревод с английского Ќ.Ђ. ‡убченко
      под общей редакцией академика ђЂЌ ‚.Ђ.‘адовничего
      ђ•„ - Њосква-€жевск 2001


     <b>ЏосвЯщаетсЯ памЯти Љарла  Џоппера, •ью ќверетта  и  Ђлана  ’ьюринга,  а
также ђичарду „оукинсу. ‚ этой книге их идеи воспринЯты всерьез.</b>

     ‘одержание


     Џредисловие редакции
     ЏредлагаемаЯ  ‚ашему вниманию книга известного специалиста по квантовым
компьютерам  и квантовым  вычислениЯм „эвида „ойча своим выходом  во  многом
обЯзана   поддержке   ректора   Њосковского  ѓосударственного   университета
академика ђЂЌ ‚. Ђ. ‘адовничего. ‚ этой книге автор не только систематически
рассматривает  физические   принципы  нового  описаниЯ   реальности,   но  и
предлагает  свои   любопытные  философские  рассуждениЯ.  Ѓолее  подробно  с
различными аспектами  квантовых компьютеров и квантовых  вычислений читатель
может ознакомитьсЯ на  страницах  журнала  "Љвантовые компьютеры и квантовые
вычислениЯ", который выпускаетсЯ научно-издательским центром  "ђегулЯрнаЯ  и
хаотическаЯ динамика".

     Ѓлагодарности
     ђазвитию  идей,  описанных  в  данной  книге,  в  значительной  степени
способствовали беседы с Ѓрайсом „е‚иттом, Ђртуром ќкертом, Њайклом ‹оквудом,
ќнрико ђодриго, „еннисом ‘киамой,  ”рэнком ’ипле-ром, „жоном “илером и Љолей
‚ольфом.
     џ  выражаю  благодарность  своим друзьЯм  и коллегам ђут  —анг,  Ђртуру
ќкерту, „эвиду „жонсон-„эвису, Њайклу ‹оквуду, ќнрико ђодриго и Љоле ‚ульфу,
своей  маме ’икве „ойч и  своим издателЯм  Љэро-лайн Ќайт и ђави  Њирчандани
(издательство Penguin Books)  и  „жону  ‚удрафу,  и особенно ‘аре ‹оренс  за
внимательное  и критичное чтение  первых черновиков этой  книги,  а также за
внесение множества исправлений  и улучшений. ’акже  Я признателен  всем, кто
читал  и комментировал части рукописи,  включаЯ •арви Ѓрауна, ‘тива ѓрэхема,
ђоселлу ‹упачини, ‘вена Ћлафа Ќюберга, Ћливера и ѓарриет ‘тримпел и особенно
ђичарда „оукинса и ”рэнка ’иплера.

     Џредисловие
     …сли и существует единаЯ мотивациЯ  мировоззрениЯ,  изложенного  в этой
книге, она  заключена в  том, что сейчас мы обладаем несколькими чрезвычайно
глубокими теориЯми о структуре  реальности,  главным образом благодарЯ  рЯду
экстраординарных научных открытий. …сли мы хотим понЯть мир не поверхностно,
а более глубоко, нам  помогут  эти теории и разум,  а  не наши предрассудки,
приобретенные мнениЯ и даже не  здравый смысл. Ќаши лучшие  теории не только
более истинны, чем здравый смысл, в них гораздо больше смысла, чем в здравом
смысле.  Њы  должны  воспринимать  их  серьезно: не просто как  практическую
основу относЯщихсЯ к ним областей, а как  объЯснениЯ мира. џ полагаю, что мы
сможем достигнуть величайшего пониманиЯ, если будем рассматривать  их не  по
отдельности, а совместно, поскольку между ними существует сложнаЯ свЯзь.
     Њожет   показатьсЯ  странным,   почему   это   предложение   попытатьсЯ
сформировать рациональное  и  понЯтное мировоззрение на  основе наших лучших
основных  теорий должно  быть  новым  или  противоречивым. ’ем не  менее, на
практике оно таковым  и  ЯвлЯетсЯ. Ћдна  из  причин  заключаетсЯ в  том, что
каждаЯ  из  этих  теорий,  когда ее воспринимают  серьезно, дает результаты,
противоречащие тому, что подсказывает нам интуициЯ.  Џоэтому предпринимаютсЯ
всевозможные  попытки  избежать  столкновениЯ с этими  результатами:  теории
<i>специально</i>  изменЯют  или  объЯснЯют  иначе;  произвольно сужают  область их
применениЯ или просто используют их на практике, не делаЯ общих  выводов.  џ
буду критиковать некоторые подобные попытки (ни одна из которых, по-моему, и
гроша ломаного не стоит), но только в том случае, когда такаЯ  критика будет
целесообразна  длЯ объЯснениЯ  самих теорий. ѓлавнаЯ  цель этой  книги -- не
защищать эти теории, а исследовать, какой была бы структура реальности, если
бы эти теории оказались истинными.

        ѓлава 1. ’еориЯ ‚сего

     Џомню, когда  Я был еще  ребенком, мне говорили, что  в древние времена
очень образованный человек мог <i>знать все, что было известно.</i> Љроме того, мне
говорили, что  в наше времЯ известно  так много,  что ни один  человек  не в
состоЯнии изучить больше  крошечной частички  этого  знаниЯ даже за всю свою
жизнь. Џоследнее  удивлЯло и разочаровывало менЯ. џ просто отказывалсЯ в это
поверить. ‚месте с  тем,  Я  не знал, как оправдать свое  неверие. Ќо  такое
положение  вещей  менЯ определенно  не  устраивало,  и Я  завидовал  древним
ученым.
     Ќе  то  чтобы  Я  хотел  заучить  все факты,  перечисленные  в  мировых
энциклопедиЯх: напротив, Я ненавидел зубрежку. Ќе таким  способом Я надеЯлсЯ
получить возможность узнать все, что только было известно.  „аже если бы мне
сказали,  что  ежедневно поЯвлЯетсЯ столько  публикаций, сколько человек  не
сможет прочитать и  за целую  жизнь, или,  что  науке известно 600000  видов
жуков,  это не  разочаровало  бы менЯ. џ  не  горел желанием  проследить  за
полетом каждого  воробьЯ.  Ѓолее  того,  Я никогда  не  считал, что  древний
ученый, который,  как предполагалось, знал все,  что было известно,  стал бы
занимать  себЯ  чем-то подобным. џ  иначе  представлЯл себе то, что  следует
считать известным. Џод "известным" Я подразумевал <i>понЯтым.</i>
     ‘ама мысль  о том, что один человек в состоЯнии понЯть все, что понЯто,
может показатьсЯ фантастической, однако фантастики в  ней куда меньше, чем в
мысли  о  том,  что один  человек сможет запомнить  все  известные  факты. Љ
примеру,  никто  не  сможет   запомнить  все  известные  результаты  научных
наблюдений даже в такой  узкой  области,  как  изучение  движениЯ планет, но
многие  астрономы  <i>понимают</i>  это движение  настолько  полно,  насколько  оно
понЯто. ќто становитсЯ возможным, потому что  понимание зависит не от знаниЯ
множества  фактов  как  таковых,  а  от  построениЯ   правильных  концепций,
объЯснений и  теорий.  Ћдна  сравнительно  простаЯ  и  понЯтнаЯ теориЯ может
охватить бесконечно много неудобоваримых фактов. ‹учшей теорией планетарного
движениЯ ЯвлЯетсЯ  <i>общаЯ теориЯ относительности</i> ќйнштейна, котораЯ  в  самом
начале  двадцатого  века вытеснила  теории  гравитации и  движениЯ  Ќьютона.
’еориЯ ќйнштейна точно предсказывает не только принцип движениЯ планет, но и
любое  другое  влиЯние   гравитации,  причем  точность  этого   предсказаниЯ
соответствует нашим самым точным измерениЯм.  „ело в  том, что, когда теориЯ
предсказывает  что-либо  "в   принципе",   это  означает,  что  предсказание
логически истекает из  теории, даже если на практике длЯ получениЯ некоторых
таких предсказаний необходимо произвести больше вычислений, чем мы  способны
осуществить  технологически или физически в  той  вселенной, которую мы себе
представлЯем.
     ‘пособность  предсказывать  или  описывать  что-либо,  даже  достаточно
точно,  совсем  не  равноценна  пониманию  этого.  ‚  физике  предсказаниЯ и
описаниЯ часто выражаютсЯ  в виде  математических формул.  „опустим,  что  Я
запомнил формулу, из которой при наличии времени и  желаниЯ мог бы вычислить
любое  положение   планет,   которое  когда-либо  было  записано  в  архивах
астрономов.   —то   же  Я   в  этом  случае  выиграл  бы   по   сравнению  с
непосредственным заучиванием архивов? ”ормулу проще  запомнить, ну а дальше:
посмотреть число в архивах может  быть даже  удобнее, чем вычислить  его  из
формулы.  €стинное преимущество формулы в том,  что  ее можно использовать в
бесконечном  множестве   случаев  помимо   архивных  данных,  например,  длЯ
предсказаниЯ результатов  будущих наблюдений. ‘  помощью формулы можно также
получить  более точное историческое  положение  планет,  потому что архивные
данные  содержат ошибки наблюдений. Ћднако даже  несмотрЯ на то, что формула
суммирует бесконечно  большее  количество  фактов  по сравнению  с архивами,
знать ее --  не значит понимать  движение  планет. ”акты  невозможно понЯть,
попросту собрав  их в  формулу, так же  как нельзЯ понЯть их, просто записав
или запомнив. ”акты можно понЯть  только после  объЯснениЯ. Љ  счастью, наши
лучшие теории нарЯду с  точными предсказаниЯми содержат глубокие объЯснениЯ.
Ќапример, общаЯ теориЯ относительности  объЯснЯет гравитацию на основе новой
четырехмерной  геометрии  искривленного  пространства  и времени.  Ћна точно
объЯснЯет,   каким  образом   эта   геометриЯ  воздействует  на  материю   и
подвергаетсЯ воздействию  материи.  ‚ этом  объЯснении и  заключаетсЯ полное
содержание теории; а предсказаниЯ относительно движениЯ планет --  это всего
лишь некоторые умозаключениЯ, которые мы можем сделать из объЯснениЯ.
     ЋбщаЯ теориЯ  относительности  так важна  не потому, что она может чуть
более точно предсказать движение планет, чем теориЯ  Ќьютона, а потому,  что
она открывает и  объЯснЯет  такие аспекты действительности,  как искривление
пространства  и времени, о  которых  ранее не  подозревали. ќто  типично длЯ
научного  объЯснениЯ.  Ќаучные  теории  объЯснЯют объекты и ЯвлениЯ  в нашей
жизни  на  основе скрытой  действительности,  которую мы непосредственно  не
ощущаем. ’ем не менее, способность теории объЯснить то, что  мы  ощущаем, --
не самое ценное ее качество. ‘амое ценное ее качество заключаетсЯ в том, что
она  объЯснЯет саму  структуру реальности.  Љак  мы  увидим, одно  из  самых
ценных, значимых  и полезных  качеств человеческой мысли --  ее  способность
открывать и объЯснЯть структуру реальности.
     Ћднако некоторые философы, и даже ученые, недооценивают роль объЯснениЯ
в науке. „лЯ них основнаЯ  цель научной  теории заключаетсЯ не в  объЯснении
чего-либо, а в предсказании результатов экспериментов: все содержание теории
заключено в  формуле предсказаниЯ.  Ћни считают, что теориЯ может дать своим
предсказаниЯм любое не противоречащее ей  объЯснение,  а  может  и  вовсе не
давать  такового  до  тех пор,  пока  ее предсказаниЯ  верны.  ’акой  взглЯд
называетсЯ <i>инструментализмом</i> (поскольку в этом  случае теориЯ  -- всего лишь
"инструмент" длЯ предсказаниЯ). ‘аму мысль о том, что наука может помочь нам
понЯть  скрытую реальность,  объЯснЯющую  наши наблюдениЯ,  инструменталисты
считают  ложной и тщеславной.  Ћни  не  понимают, каким образом  то,  о  чем
говорит научнаЯ теориЯ помимо предсказаниЯ результатов  экспериментов, может
быть чем-то  большим, чем пустые слова. ЋбъЯснениЯ, в частности, они считают
простой  психологической  опорой:  чем-то  вроде  художественных вкраплений,
которые мы включаем  в теории, чтобы сделать их более занимательными и легко
запоминающимисЯ.  ‹ауреат  Ќобелевской премии, физик  ‘тивен ‚айнберг,  Явно
говорил с позиций инструментализма, когда следующим образом прокомментировал
объЯснение гравитации ќйнштейном:
     "‚ажно   иметь  возможность   предсказать  картины  звездного  неба  на
фотоснимках астрономов, частоту спектральных линий и т.  п.,  а то, припишем
ли мы эти прогнозы физическому  воздействию гравитационных полей на движение
планет  и фотонов  [как это было  в  физике  до  ќйнштейна] или  искривлению
пространства   и  времени,  просто  не  имеет  значениЯ."  <i>(Gravitation  and
Cosmology,</i> с. 147).
     ‚айнберг и другие инструменталисты ошибаютсЯ.  ’о,  чему мы приписываем
изображениЯ  на фотошаблонах  астрономов, <i>имеет</i> значение,  и не  только  длЯ
физиков-теоретиков вроде  менЯ,  у которых желание в большей степени  понЯть
мир становитсЯ  мотивацией длЯ выражениЯ теорий в виде формул и их изучениЯ.
(џ уверен, что эта  мотивациЯ присуща и ‚айнбергу:  врЯд  ли его стимулирует
одно лишь желание предсказать изображениЯ и спектры!)  „ело в  том, что даже
длЯ  чисто  практического  применениЯ  прежде  всего   важны  объЯснительные
возможности   теории,   а   уж  потом,  в   качестве   дополнениЯ,   --   ее
предсказательные  возможности.  …сли  это вас удивлЯет,  представьте, что на
‡емле  поЯвилсЯ  инопланетный ученый  и  преподнес  нам  ультратехнологичный
"предсказатель", который может предсказать результат любого эксперимента, но
без  каких-либо объЯснений. …сли  верить инструменталистам, то как только мы
получим этот предсказатель, наши научные  теории  нам  будут нужны разве что
длЯ развлечениЯ. Ќо  так ли это? Љаким  образом предсказатель  можно было бы
использовать  практически?  ‚  некотором  смысле  предсказатель  содержал бы
знаниЯ, необходимые длЯ того, чтобы построить, скажем,  космический корабль.
Ќо насколько он бы пригодилсЯ нам при строительстве  этого кораблЯ, или  при
создании  другого подобного предсказателЯ, или даже  при  усовершенствовании
мышеловки? Џредсказатель всего лишь предсказывает  результаты экспериментов.
‘ледовательно,  чтобы получить возможность пользоватьсЯ предсказателем, нам,
прежде  всего,  нужно  знать,  о  результатах каких экспериментов его  можно
спрашивать. …сли  бы мы  задали предсказателю чертеж космического  кораблЯ и
информацию о предполагаемом испытательном полете, он мог бы сказать нам, как
поведет  себЯ  корабль во времЯ этого полета. Ќо спроектировать  космический
корабль  предсказатель  не  смог  бы.  €  даже если бы  он сообщил нам,  что
спроектированный нами космический корабль взорветсЯ при запуске,  он не смог
бы сказать нам, как предотвратить этот взрыв. ќту проблему снова пришлось бы
решать  нам. Ђ прежде чем ее решить,  прежде чем приступить хоть к какому-то
усовершенствованию конструкции, нам пришлось бы <i>понЯть,</i> кроме всего прочего,
принцип  работы  космического  кораблЯ.  €  только тогда у нас  поЯвилась бы
возможность выЯснить причину взрыва при запуске. Џредсказание  -- пусть даже
самое  совершенное,  универсальное  предсказание  --  не  способно  заменить
объЯснение.
     ’очно так же предсказатель не смог бы  предоставить  нам ни одной новой
теории и в научных исследованиЯх.  ‚от  если  бы у нас уже была теориЯ, и мы
придумали бы  эксперимент  длЯ  ее  проверки, тогда можно было  бы  спросить
предсказатель,  что  произойдет,  если  подвергнуть теорию этому  испытанию.
’аким  образом,  предсказатель заменил бы вовсе не теории  --  он заменил бы
эксперименты. Ћн избавил  бы  нас  от затрат на испытательные лаборатории  и
ускорители частиц.  ‚место  того  чтобы  строить опытные образцы космических
кораблей и рисковать жизнью летчиков-испытателей, все испытаниЯ мы могли  бы
проводить  на земле, посадив летчиков в  пилотажные  тренажеры,  управлЯемые
предсказателем.
     Џредсказатель мог  бы быть весьма полезен в различных ситуациЯх, но его
полезность всегда  бы зависела от  способности  людей решать  научные задачи
точно так  же,  как они вынуждены делать  это  сейчас,  а  именно, изобретаЯ
объЯснительные теории. Ћн даже не заменил бы все эксперименты,  поскольку на
практике   его   способность   предсказать  результат   какого-то   частного
эксперимента  зависела бы от того, что проще:  достаточно точно описать этот
эксперимент,   чтобы  предсказатель  дал   пригодный  ответ,   или  провести
эксперимент в действительности. ‚  конце концов,  длЯ свЯзи с предсказателем
понадобилсЯ бы своего  рода "пользовательский интерфейс". ‚озможно, описание
изобретениЯ  пришлось бы вводить  в  предсказатель  на каком-то  стандартном
Языке. Ќекоторые  эксперименты с трудом можно было бы описать на этом Языке.
Ќа практике описание многих  экспериментов оказалось  бы слишком сложным длЯ
ввода. ’аким  образом, предсказатель  имел бы  те же основные преимущества и
недостатки, что и любой другой источник экспериментальных  данных, и был  бы
полезен только в тех случаЯх, когда обращение к нему оказывалось бы удобнее,
чем  к другим источникам. Љроме  того,  такой  предсказатель уже  существует
совсем  рЯдом,  --  это физический  мир.  Ћн сообщает нам  результат  любого
возможного  эксперимента, если мы спрашиваем его на правильном  Языке  (т.е.
если мы  проводим эксперимент), хотЯ в некоторых случаЯх нам не очень удобно
"вводить описание  эксперимента"  в  требуемой  форме (т.е. создавать  некий
аппарат и управлЯть им). Ћднако мир не дает объЯснений.
     ‚  некоторых  практических  случаЯх,  например,  при  прогнозе  погоды,
предсказатель,  обладающий  исключительно предсказательной функцией, устроил
бы нас  не  меньше,  чем объЯснительнаЯ  теориЯ. Ќо даже  в  этом случае длЯ
целесообразного  использованиЯ предсказателЯ  предсказанный  прогноз  погоды
должен быть  полным  и совершенным.  Ќа практике  прогнозы  погоды неполны и
несовершенны, и, чтобы скомпенсировать неточность, в них включают объЯснениЯ
того,  как метеорологи получили тот или иной  прогноз.  ЋбъЯснениЯ позволЯют
нам судить  о надежности прогноза  и вывести  дальнейший прогноз длЯ  нашего
места расположениЯ или  наших нужд.  Љ примеру,  длЯ  менЯ есть разница, чем
будет вызвана  ветренаЯ погода,  которую  прогнозируют на  завтра: близостью
района с  высоким  атмосферным давлением или  более отдаленным  ураганом.  ‚
последнем случае  Я  бы  предпринЯл больше  предосторожностей.  Њетеорологам
самим  необходимы   объЯснительные  теории   о  погоде,   чтобы   они  могли
предположить,   какие   приближениЯ   можно   допустить   при   компьютерном
моделировании погоды, какие дополнительные наблюдениЯ обеспечат более точный
и своевременный прогноз погоды и т. п.
     ’аким  образом,  идеал инструменталистов, представленный в  виде нашего
воображаемого  предсказателЯ,  а именно,  научной  теории,  лишенной  своего
объЯснительного  содержаниЯ,  будет  полезен  в  строго  ограниченном  числе
случаев. ’ак будем благодарны, что реальные научные теории не похожи на этот
идеал и что, в действительности, ученые к нему не стремЯтсЯ.
     ЉрайнЯЯ форма  инструментализма, называемаЯ <i>позитивизм</i>  (или логический
позитивизм),  утверждает,  что  все  положениЯ,  отличные  от  тех,  которые
описывают   или  предсказывают   наблюдениЯ,   не   только  излишни,   но  и
бессмысленны. € хотЯ в соответствии со своими же критериЯми в  этой доктрине
отсутствует  смысл, она, тем не  менее, господствовала  в  науке  всю первую
половину двадцатого  столетиЯ! €деи  инструменталистов и позитивистов широко
распространены даже  сегоднЯ.  Џричина такой их убедительности заключаетсЯ в
том,  что,  хотЯ  предсказание не ЯвлЯетсЯ целью науки, оно  ЯвлЯетсЯ частью
характеристического <i>метода</i> науки. ќтот научный  метод включает теоретическое
принЯтие  новой  теории  длЯ  объЯснениЯ некоторого  класса  Явлений,  затем
проведение  <i>решающего  экспериментального  исследованиЯ,</i>  эксперимента,  длЯ
которого стараЯ теориЯ предсказывает один видимый результат, а  новаЯ теориЯ
-- другой. ‡атем теорию, предсказаниЯ которой оказались  ложными, отвергают.
’аким образом, результат решающего  эксперимента, который позволЯет  сделать
выбор между  двумЯ  теориЯми, зависит  от  предсказаниЯ теорий, а не  от  их
объЯснениЯ. €менно  отсюда истекает ошибочное представление, что  в  научной
теории нет ничего, кроме предсказаний. Ћднако экспериментальное исследование
-- это далеко не единственный процесс, свЯзанный  с ростом  научного знаниЯ.
ЏодавлЯющее  большинство теорий  отвергли не  потому, что  их не подтвердили
экспериментальные исследованиЯ, а потому, что у них были  плохие объЯснениЯ.
Њы  отвергаем  такие  теории,  даже не  проверЯЯ  их.  Ќапример,  рассмотрим
следующую  теорию: съев килограмм  травы, можно вылечитьсЯ от  простуды. ќта
теориЯ  делает предсказание,  которое можно  проверить  на опыте: если  люди
попробуют   лечитьсЯ   травой   и   найдут   это   неэффективным,   поЯвЯтсЯ
доказательства ложности этой теории. Ќо  эту теорию никогда  не проверЯли на
опыте и, возможно, никогда не проверЯт, потому что  она не  дает объЯснений:
она  не объЯснЯет ни процесс лечениЯ, ни что бы то ни было еще. Њы абсолютно
правильно считаем ее ложной. ‚сегда есть  бесконечно много возможных  теорий
такого  рода, совместимых с существующими наблюдениЯми  и предлагающих новые
предсказаниЯ,  и у нас не хватило бы ни времени, ни средств, чтобы проверить
их  все. Њы проверЯем  новые  теории, которые  выглЯдЯт более обещающими длЯ
объЯснениЯ чего-либо, чем те, которые широко распространены сегоднЯ.
     ‘казать,  что предсказание  -- цель  научной теории,  значит перепутать
средства и цели.  ’очно так  же можно сказать, что цель космического кораблЯ
--  сжигать  топливо.  Ќа  самом деле,  горение топлива  -- это лишь один из
многих  процессов, которые корабль  должен  выполнить  длЯ достижениЯ  своей
действительной  цели, то  есть  транспортировки  полезной  нагрузки из одной
точки  космического  пространства  в  другую.  Џроведение  экспериментальных
исследований  --  это  лишь  один  из  многих  процессов,   которые   должна
осуществить теориЯ длЯ достижениЯ истинной цели науки, котораЯ заключаетсЯ в
объЯснении мира.
     Љак Я уже сказал, частично объЯснениЯ составлЯютсЯ на основе того,  что
мы непосредственно не наблюдаем: атомы и силы; внутренние  области  звезд  и
вращение галактик; прошлое и будущее; законы природы. —ем глубже объЯснение,
тем к более отдаленным от настоЯщего опыта категориЯм оно должно обращатьсЯ.
Ћднако  эти категории  не  вымышлены:  напротив, они  ЯвлЯютсЯ частью  самой
структуры реальности.
     ЋбъЯснениЯ часто порождают предсказаниЯ, по крайней мере, в принципе. ‚
самом деле, если что-то, в принципе, можно предсказать, то достаточно полное
объЯснение  должно,  в  принципе, предсказать  это  полностью  (помимо всего
прочего). Ћднако можно объЯснить и  понЯть многие изначально непредсказуемые
вещи. Ќапример,  вы не можете предсказать, какие номера  выпадут на  честной
(т.е.  беспристрастной) рулетке.  Ќо если вы  поймете, что в  конструкции  и
действии рулетки  делает ее беспристрастной, то вы сможете объЯснить, почему
невозможно  предсказать  номера.  € опЯть: простое знание  того, что рулетка
беспристрастна, не равноценно пониманию того, что делает ее беспристрастной.
     € Я  говорю именно о понимании, а не просто о знании (или описании, или
предсказании). Џоскольку понимание приходит через  объЯснительные теории,  а
эти теории могут быть схожи, быстрое увеличение количества записанных фактов
не  обЯзательно  усложнЯет  понимание  всего,  что  понЯто.  ’ем  не  менее,
большинство людей  считает (и именно это говорили мне тогда, в детстве), что
с ошеломлЯющей скоростью растет не только количество записанных фактов, но и
количество и сложность теорий, через которые  мы  познаем мир. ‘ледовательно
(говорЯт они), не важно,  было или нет такое времЯ,  когда один человек  мог
понЯть все,  что  было  понЯто,  в  наше  времЯ это точно невозможно,  и это
становитсЯ все более и более невозможным по мере роста нашего знаниЯ.  Њожет
показатьсЯ, что каждый раз, когда поЯвлЯетсЯ  новое объЯснение или методика,
существеннаЯ длЯ данного предмета, к списку,  который  должен выучить  любой
желающий  понЯть этот предмет, следует добавить  еще одну теорию;  когда  же
количество  таких  теорий  в  любом  предмете  становитсЯ  слишком  большим,
поЯвлЯютсЯ  специализации.  ”изика, к  примеру,  разделилась на астрофизику,
термодинамику, физику частиц, теорию квантового полЯ и  многие другие науки.
’еоретическаЯ основа каждой из этих  наук, по крайней  мере, так же обширна,
как  всЯ  физика   сто  лет  назад,   и  многие  науки  уже  распадаютсЯ  на
подспециализации. ЉажетсЯ, что, чем больше открытий мы делаем, тем  дальше и
безвозвратнее  нас уносит в век специалистов, и тем больше удалЯютсЯ от  нас
те предполагаемые древние времена,  когда  понимание обычного человека могло
охватить все, что только было понЯто.
     —еловека, столкнувшегосЯ с этим огромным и быстро растущим меню теорий,
созданных человеческой расой, можно простить за его сомнениЯ в том, что один
индивидуум способен за свою  жизнь отведать  каждое блюдо  и самостоЯтельно,
как  это  могло  быть  когда-то,   оценить  все  известные  рецепты.  Ћднако
объЯснение  --  необычнаЯ   пища:  большую  порцию  не  обЯзательно  труднее
проглотить. ’еорию  может  вытеснить новаЯ теориЯ,  более точнаЯ, с  большим
количеством объЯснений,  но  и  более простаЯ  длЯ  пониманиЯ. ‚ этом случае
стараЯ  теориЯ становитсЯ лишней, и мы  понимаем больше, а учим  меньше, чем
раньше. €менно это и  произошло, когда теориЯ ЌиколаЯ  Љоперника о том,  что
‡емлЯ  движетсЯ вокруг ‘олнца,  вытеснила  сложную систему ЏтолемеЯ, котораЯ
помещала  ‡емлю  в  центр  ‚селенной.  €ногда  новаЯ теориЯ  может  упрощать
существующую,  как  в  случае,  когда  арабские  (десЯтичные) цифры заменили
римские.  (‚  данном  случае  теориЯ  выражена  неЯвно.  Љаждое  обозначение
определЯет конкретные операции, положениЯ  и мысли о  числах проще других и,
следовательно,  воплощает теорию, по которой операции с  числами  становЯтсЯ
более простыми  и  эффективными). ЌоваЯ  теориЯ может объединЯть две  старые
теории,  обеспечиваЯ  большее  понимание,  чем  при отдельном  использовании
старых  теорий,  как это  произошло,  когда  Њайкл ”арадей  и  „жеймс  Љларк
Њаксвелл  объединили  теории   электричества  и  магнетизма  в  одну  теорию
электромагнетизма.  Љосвенно,  более полные  объЯснениЯ,  в  любом  предмете
направлены на усовершенствование методов, понЯтий и Языка, с помощью которых
мы пытаемсЯ понЯть другие предметы, и,  таким  образом,  наше знание в целом
может стать более простым длЯ пониманиЯ.
     Ћбщеизвестно,  что часто, когда  новые  теории таким  образом  заменЯют
старые,  последние  не  забываютсЯ  навсегда. „аже  римские  цифры  все  еще
используют сегоднЯ в  определенных  случаЯх.  ѓромоздкие методы,  с  помощью
которых  люди  когда-то  вычислЯли,  что  XIX,  умноженное  на  XVII,  равно
CCCXXIII, уже не применЯютсЯ всерьез, но даже сейчас они несомненно известны
и  понЯтны кому-то,  например, историкам математики.  Ћзначает ли  это,  что
человек  не  может  понЯть  "все, что  понЯто", не  знаЯ  римских цифр  и их
загадочной  арифметики?   ‘овсем  нет.  ‘овременный  математик,  который  по
какой-то причине  никогда  не слышал  о римских  цифрах, тем не  менее,  уже
обладает  полным пониманием свЯзанной с  ними  математики.  “знав о  римских
цифрах,  этот  математик приобретет не  новое понимание, а всего лишь  новые
факты  --  исторические   факты,  факты  о  свойствах  каких-то  произвольно
обозначенных  символов,  а  не  новое  знание о самих числах.  Ћн уподобитсЯ
зоологу, который учитсЯ  переводить названиЯ  видов на иностранный Язык, или
астрофизику,   который  узнает,   каким  образом  люди   различных   культур
распределЯют звезды по созвездиЯм.
     Ќеобходимо ли знание арифметики римских цифр длЯ  пониманиЯ <i>истории  --</i>
отдельный вопрос. „опустим,  что какаЯ-то  историческаЯ теориЯ  --  какое-то
объЯснение  --  зависела  от определенных методов,  которые древние  римлЯне
использовали длЯ умножениЯ  (так же, как, например, оказалось, что их особые
методы созданиЯ  водопроводов из свинцовых  груб, отравлЯвших питьевую воду,
внесли свой  вклад в падение ђимской  €мперии). ‡атем, если  мы хотим понЯть
историю,  а  следовательно, и все, что понЯто, то нам следует  узнать, какие
это  были  методы. Ќо дело  в  том,  что ни  одно  современное  историческое
объЯснение не  свЯзано  с  методикой  умножениЯ  чисел, так что наши  записи
относительно этих методов  -- не  более  чем  констатациЯ  фактов.  ‚се, что
понЯто, может быть понЯто  и  без  заучиваниЯ  этих фактов. Њы в любое времЯ
можем  посмотреть их в  справочнике, если, например,  расшифровываем древний
текст, в котором они упоминаютсЯ.
     ЏостоЯнно   разграничиваЯ  понимание  и  "просто"  знание,  Я  не  хочу
преуменьшить  важность  записанной,  но  не  объЯсненной  информации.  ’акаЯ
информациЯ   безусловно  важна  длЯ  всего:  от  размножениЯ  микроорганизма
(который  содержит такую информацию в  молекулах „ЌЉ) до самого абстрактного
человеческого  мышлениЯ.  —ем  же  тогда отличаетсЯ  понимание  от  простого
знаниЯ? —то  есть  объЯснение, в отличие от простой формулировки факта, коей
ЯвлЯютсЯ  правильное  описание  или  предсказание?  Ќа  практике  мы  обычно
достаточно быстро чувствуем разницу. Њы осознаем, когда чего-то не понимаем,
даже  если  мы  можем точно описать это  и  дать  этому  точное предсказание
(например, течение известной болезни неизвестного происхождениЯ), и также мы
знаем,  что  объЯснение  поможет  нам  лучше  понЯть  это.  Ќо  дать  точное
определение  понЯтий "объЯснение"  или "понимание" сложно. ѓрубо говорЯ, они
скорее  отвечают на  вопрос  "почему",  чем  на  вопрос  "что";  затрагивают
внутреннюю  суть дел; описывают  реальное,  а не кажущеесЯ  состоЯние вещей;
говорЯт о том,  что  должно быть,  а  не  что  случаетсЯ:  определЯют законы
природы,  а  не  эмпирические  зависимости.  ќти  понЯтиЯ  можно  отнести  к
свЯзности,  утонченности  и  простоте  в  противоположность произвольности и
сложности,  хотЯ  ни  одному  из  этих  понЯтий  также  нельзЯ дать  простое
определение.  Ќо  в любом  случае,  понимание -- это одна из высших  функций
человеческого  мозга  и  разума,  и  эта  функциЯ  уникальна.  Њногие другие
физические  системы,  например,  мозг животных, компьютеры и  другие машины,
могут сравнивать факты и действовать  в соответствии с ними.  Ќо в настоЯщее
времЯ мы  не знаем ничего, кроме человеческого  разума, что было бы способно
понЯть объЯснение или желало бы получить его прежде всего.  Љаждое  открытие
нового объЯснениЯ и  каждое  понимание  существующего объЯснениЯ  зависит от
уникальной человеческой способности мыслить творчески.
     Њожно считать,  что теориЯ римских цифр  утратила  свое  объЯснительное
значение  и  превратилась в простое  описание  фактов. Џодобное  устаревание
теорий происходит постоЯнно по  мере роста нашего знаниЯ. €значально римскаЯ
система  цифр действительно формировала часть концептуальной и теоретической
системы взглЯдов,  котораЯ помогала людЯм, использующим  эти цифры, понимать
мир. Ќо сейчас  то понимание, которое когда-то достигалось таким образом, --
не  более  чем  крошечный   аспект   гораздо   более  глубокого   пониманиЯ,
воплощенного в  современных математических теориЯх  и  неЯвно в  современных
условных обозначениЯх.
     ќто иллюстрирует  еще  одно свойство пониманиЯ. ‚озможно понЯть что-то,
не осознаваЯ, что понимаешь это,  или даже не уделЯЯ этому особого вниманиЯ.
‚озможно, это звучит парадоксально, но смысл глубоких обобщенных  объЯснений
состоит  в  том, что  они охватывают  не  только  знакомые  ситуации,  но  и
незнакомые. …сли бы вы были современным математиком и впервые столкнулись  с
римскими  цифрами, возможно,  вы бы сразу  не осознали, что  уже  понЯли их.
‘начала вам бы пришлось выучить  факты относительно того,  что  это такое, а
потом поразмышлЯть  над этими  фактами в  свете  вашего настоЯщего пониманиЯ
математики. Ќо завершив это, вы могли бы, оглЯнувшись назад, сказать: "„а, в
римской системе цифр длЯ менЯ нет  ничего нового,  кроме фактов". €менно это
мы имеем  в  виду,  когда  говорим,  что  объЯснительнаЯ роль  римских  цифр
полностью устарела.
     ’очно также,  когда  Я  говорю,  что  понимаю,  каким  образом кривизна
пространства и  времени влиЯет на движение планет  даже  в  других солнечных
системах, о которых Я, возможно, никогда не слышал, Я не утверждаю, что могу
вспомнить без дальнейших размышлений объЯснение всех подробностей вращениЯ и
колебаний  орбиты  любой  планеты.  џ  имею  в  виду,  что  понимаю  теорию,
содержащую все  эти объЯснениЯ, и поэтому могу  точно вывести любое из  них,
если получу некоторые факты о конкретной планете. ‘делав это, Я, оглЯнувшись
назад, смогу сказать в  прошлое:  "„а,  в  движении  этой планеты Я  не вижу
ничего, кроме фактов, которые не объЯснЯет общаЯ теориЯ относительности". Њы
понимаем  структуру  реальности,  только понимаЯ теории, объЯснЯющие  ее.  Ђ
поскольку они объЯснЯют  больше, чем мы  непосредственно осознаем, мы  можем
понЯть больше, чем непосредственно осознаем, что понЯли.
     џ не утверждаю,  что, когда мы понимаем теорию, мы <i>обЯзательно</i> понимаем
все, что она  может объЯснить. ‚ очень  глубокой теории осознание того,  что
она  объЯснЯет  данное   Явление,  само  по  себе  может  быть  значительным
открытием,   требующим  независимого   объЯснениЯ.  Ќапример,   квазары   --
чрезвычайно  Яркие источники излучениЯ  в  центре  некоторых  галактик --  в
течение  многих  лет  были  одной  из  загадок  астрофизики.  Љогда-то  даже
полагали, что длЯ того,  чтобы их  объЯснить, потребуетсЯ  новаЯ  физика, но
сейчас мы считаем, что их объЯснЯет как общаЯ теориЯ относительности,  так и
другие теории, которые были известны еще до  открытиЯ квазаров. Њы полагаем,
что квазары состоЯт  из  горЯчей  материи в процессе падениЯ  в черные  дыры
(разрушенные звезды с таким мощным гравитационным полем, что  ничто не может
избежать его).  Ћднако потребовались многие годы  наблюдений и теоретических
исследований, прежде чем мы пришли к этому выводу. ’еперь, когда мы считаем,
что нашли меру пониманиЯ квазаров, мы не думаем, что и раньше обладали  этим
пониманием.  •отЯ мы  и объЯснили  квазары  через  существующие  теории,  мы
получили  абсолютно  новое  понимание.  Ќасколько  сложно  дать  определение
объЯснению,  настолько же  сложно  определить,  считать  ли  вспомогательное
объЯснение независимой  составлЯющей  того,  что понЯто,  или относить его к
более  глубокой теории. ќто сложно определить, но не так сложно осознать: на
практике,  когда нам  дают новое объЯснение, мы  понимаем, что оно  новое. €
снова:  разница  свЯзана  с  творческими способностЯми.  ЋбъЯснить  движение
какой-то планеты человеку, который понимает общую теорию относительности, --
чисто механическаЯ задача, хотЯ она может оказатьсЯ очень сложной. Ќо, чтобы
использовать  существующую   теорию  длЯ  объЯснениЯ   квазаров,  необходимо
творческое  мышление.  ’аким  образом,  чтобы  понЯть   все,  что  понЯто  в
астрофизике  на  сегоднЯшний  день, вам  придетсЯ  подробно  изучить  теорию
квазаров. Ќо вам не придетсЯ изучать орбиту какой-то конкретной планеты.
     ’аким образом, несмотрЯ на то, что количество известных нам  теорий, да
и записанных  фактов растет  как снежный ком,  сама  структура не становитсЯ
более сложной длЯ  пониманиЯ. „ело в том, что,  становЯсь более подробными и
многочисленными, отдельные теории постепенно "терЯют актуальность",  так как
понимание, которое они содержат, переходит  к глубоким обобщенным теориЯм. Ђ
количество  последних все уменьшаетсЯ,  но они  становЯтсЯ более глубокими и
более обобщенными.  Џод "более обобщенными"  Я  подразумеваю, что  каждаЯ из
этих теорий приводит больше доводов, охватывает большее количество ситуаций,
чем  несколько  отдельных теорий ранее. Џод "более глубокими" Я понимаю, что
каждаЯ  из них  объЯснЯет  больше  (охватывает большее  понимание),  чем  ее
предшественники, вместе взЯтые.
     …сли  бы вы  захотели построить большое  сооружение,  мост  или  собор,
несколько  веков назад,  вам понадобилсЯ бы проектировщик. Ћн  бы  знал, что
необходимо сделать, чтобы обеспечить прочность  и устойчивость конструкции с
минимальными возможными усилиЯми и затратами. Ћн не смог бы выразить большую
часть этого знаниЯ  на Языке  математики и физики, как мы можем сделать  это
сегоднЯ. ‚место этого он  положилсЯ бы, главным образом,  на  свою интуицию,
навыки  и  эмпирические   зависимости,   которые  узнал  во  времена  своего
ученичества,  а  впоследствии,  возможно,  усовершенствовал,  руководствуЯсь
догадками  и  долгим  опытом  работы.  Ќо  даже  эта интуициЯ, эти  навыки и
эмпирические  зависимости  на  самом  деле были  Явными и неЯвными <i>теориЯми,</i>
содержавшими  реальное  знание  предметов,  которые  сегоднЯ   мы   называем
инженерным  делом  и архитектурой.  €менно из-за знаниЯ  этих теорий,  пусть
очень неточных по сравнению с существующими сегоднЯ и применимых в небольшом
числе случаев, вы  и нанЯли бы этого проектировщика. ‚осхищаЯсь  строениЯми,
простоЯвшими  века,  люди часто  забывают, что  видЯт лишь то, что  уцелело.
ЏодавлЯющее большинство  сооружений, построенных  в  средние века  и раньше,
давно развалилось, часто вскоре после того, как они были построены. Ћсобенно
это касалось новых сооружений.  ‘читалось доказанным, что любое нововведение
может стать причиной катастрофы, и строители редко отступали от традиционных
конструкций и методов. ‚ наши дни, напротив, большаЯ редкость, если какое-то
строение (пусть  даже  непохожее  ни  на что, построенное раньше) развалитсЯ
из-за   неправильной   конструкции.   ‚се,   что   мог   построить   древний
квалифицированный строитель, его современные коллеги могут построить лучше и
с меньшими усилиЯми. Ћни также могут соорудить такие строениЯ, о которых  он
врЯд ли мечтал,  например,  небоскребы  или  космические станции.  Ћни могут
использовать такие материалы,  как стекловолокно или железобетон,  о которых
он никогда не  слышал и которые врЯд ли смог бы использовать, даже  если  бы
они  каким-то  образом у него поЯвились,  т.  к.  он имел  весьма  смутные и
неточные представлениЯ о поведении материалов.
     Њы  достигли  настоЯщего  уровнЯ знаний  не потому,  что  собрали много
теорий,  подобных той,  что была известна  древнему  строителю. Ќаше знание,
Явное и  неЯвное, не просто больше, оно отличаетсЯ по своей структуре. Љак Я
уже сказал,  современных  теорий меньше,  но  они более обобщенные  и  более
глубокие. ‚ каждой ситуации, с которой  сталкивалсЯ проектировщик,  выполнЯЯ
какую-то  работу,  --  к  примеру, выбираЯ  толщину  несущей  стены,  --  он
пользовалсЯ довольно  специфической интуицией или эмпирической зависимостью,
котораЯ  применительно  к  нестандартным   случаЯм  могла  дать   безнадежно
неправильные ответы.  ‚  наше времЯ проектировщик  принимает  такие решениЯ,
используЯ теорию, обобщенную  настолько, что ее  можно применить  к  стенам,
сделанным  из любых материалов, в  любой среде:  на ‹уне,  под  водой  и где
угодно еще. ќта теориЯ настолько обобщена, потому что основана на достаточно
глубоких  объЯснениЯх  принципа  поведениЯ материалов и  конструкций.  —тобы
найти оптимальную  толщину стены из незнакомого материала,  используют ту же
теорию,  что  и  длЯ  любой другой  стены,  но  расчеты  начинают,  принимаЯ
различные факты -- используЯ различные численные значениЯ разных параметров.
ЏриходитсЯ  смотреть  в справочнике  такие факты,  как  предел  прочности на
растЯжение  и  упругость   материала,  но  в  дополнительном  понимании  нет
необходимости.
     €менно поэтому современный архитектор не нуждаетсЯ  в  более длительной
или трудоемкой подготовке, даже несмотрЯ на то, что понимает гораздо больше,
чем  древний  строитель.  ‚озможно,  типичную  теорию  из учебной  программы
современного студента понЯть сложнее, чем любую из эмпирических зависимостей
древнего  строителЯ;   но   современных   теорий   гораздо   меньше,  а   их
объЯснительнаЯ   способность  придает  им  такие  качества,   как   красота,
внутреннЯЯ логика и свЯзь с другими предметами, благодарЯ которым эти теории
проще   изучать.  ‘ейчас  мы  знаем,  что  некоторые  древние   эмпирические
зависимости были ошибочными, другие -- истинными или близкими к истине, и мы
знаем  причины  этого.  Ќекоторыми эмпирическими  правилами мы  до  сих  пор
пользуемсЯ, но ни на одном из них уже не основываетсЯ понимание того, почему
конструкции не рушатсЯ.
     џ,  конечно,  не  отрицаю, что во многих  предметах,  где увеличиваетсЯ
знание,  включаЯ   архитектуру,  поЯвлЯютсЯ  специализации.  Ћднако  это  не
односторонний  процесс,  т. к. специализации  часто исчезают:  колеса уже не
проектируют и не изготавливают колесные мастера, плуги -- мастера по плугам,
а  письма  уже  не  пишут  писцы. ’ем не  менее,  достаточно  очевидно,  что
тенденциЯ  углублениЯ и объединениЯ, которую Я  описывал,  не  единственнаЯ:
параллельно ей происходит  непрерывное  <i>расширение.</i> ЏоЯсню: новые идеи часто
не  просто  вытеснЯют,  упрощают  или  объединЯют  существующие.  Ћни  также
расширЯют человеческое понимание до  областей, которые раньше не были понЯты
совсем или о существовании которых даже не догадывались. Ћни могут открывать
новые  возможности,  новые  проблемы,  новые   специализации  и  даже  новые
предметы.  € когда это происходит,  мы можем  получить.  по крайней мере  на
времЯ, больше информации длЯ изучениЯ, чтобы понЯть все это.
     ‚озможно,  медицина  --   наиболее  распространенный  пример   растущей
специализации, котораЯ  кажетсЯ неизбежным  следствием  роста знаниЯ,  когда
открывают  новые  способы  лечениЯ  многих  болезней.  Ќо  даже  в  медицине
присутствует  противоположнаЯ  тенденциЯ   объединениЯ,  котораЯ  непрерывно
усиливаетсЯ.  Ћбщеизвестно,  что  многие  функции  тела,  как,  впрочем,   и
механизмы  многих  болезней,  еще  мало  изучены.  ‘ледовательно,  некоторые
области медицинского  знаниЯ все  еще состоЯт, главным образом, из  собраниЯ
записанных  фактов,  навыков  и интуиции  врачей,  имеющих  опыт  в  лечении
определенных  болезней и передающих  эти  навыки и  интуицию из  поколениЯ в
поколение. „ругими словами, большаЯ часть медицины все еще не вышла из эпохи
эмпирических правил, и вновь  обнаруженные эмпирические правила  стимулируют
поЯвление специализаций. Ќо к