ogda v rezul'tate medicinskih i biohimicheskih issledovanij poyavlyayutsya bolee glubokie ob®yasneniya processov bolezni (i zdorovyh processov) v tele, uvelichivaetsya i ponimanie. Kogda v razlichnyh chastyah tela, v osnove raznyh boleznej obnaruzhivayut obshchie molekulyarnye mehanizmy, na smenu uzkim teoriyam prihodyat bolee obobshchennye. Kak tol'ko bolezn' ponimayut nastol'ko, chto mogut vpisat' ee v obshchuyu strukturu, rol' specialista umen'shaetsya. Vmesto etogo vrachi, stolknuvshis' s neznakomoj bolezn'yu ili redkim oslozhneniem, mogut polozhit'sya na ob®yasnitel'nye teorii. Oni mogut posmotret' eti fakty v spravochnike. No zatem oni smogut primenit' obobshchennuyu teoriyu, chtoby razrabotat' neobhodimoe lechenie i ozhidat', chto ono budet effektivnym, dazhe esli nikogda ran'she ono ne primenyalos'. Takim obrazom, vopros o tom, slozhnee ili proshche stanovitsya ponyat' vse, chto ponyato, zavisit ot ravnovesiya dvuh protivopolozhnyh rezul'tatov rosta znaniya: rasshireniya i uglubleniya nashih teorij. Iz-za rasshireniya nashih teorij ponyat' ih slozhnee, iz-za uglubleniya -- proshche. Odno iz polozhenij etoj knigi sostoit v tom, chto uglublenie medlenno, no uverenno pobezhdaet. Drugimi slovami, utverzhdenie, v kotoroe ya otkazyvalsya poverit', buduchi rebenkom, v samom dele lozhno, a istinno prakticheski protivopolozhnoe. My ne udalyaemsya ot sostoyaniya, kogda odin chelovek sposoben ponyat' vse, chto ponyato, my priblizhaemsya k nemu. YA ne utverzhdayu, chto skoro my pojmem vse. |to sovsem drugoj vopros. YA ne veryu, chto sejchas my blizki ili kogda-to priblizimsya k ponimaniyu vsego, chto sushchestvuet. YA govoryu o vozmozhnosti ponimaniya vsego, chto ponyato. |to skoree zavisit ne ot soderzhaniya nashego znaniya, a ot ego struktury. No struktura nashego znaniya -- nezavisimo ot vozmozhnosti ego vyrazheniya v teoriyah, sostavlyayushchih ponyatnoe celoe -- bezuslovno zavisit ot samoj struktury real'nosti. Esli svobodnyj rost znaniya dolzhen prodolzhat'sya i esli my, nesmotrya ni na chto priblizhaemsya k tomu sostoyaniyu, kogda odin chelovek smozhet ponyat' vse, chto ponyato, znachit, glubina nashih teorij dolzhna uvelichivat'sya dostatochno bystro, chtoby obespechit' etu vozmozhnost'. |to mozhet proizojti, esli tol'ko sama struktura real'nosti nastol'ko edina, chto po mere rosta nashego znaniya my smozhem ponimat' ee vse bol'she i bol'she. Esli eto proizojdet, to v konechnom itoge nashi teorii stanut nastol'ko obshchimi, glubokimi i sostavlyayushchimi drug s drugom edinoe celoe, chto prevratyatsya v edinstvennuyu teoriyu edinoj struktury real'nosti. |ta teoriya ne ob®yasnit vse aspekty real'nosti: eto nedostizhimo. No ona ohvatit vse izvestnye ob®yasneniya i budet primenima ko vsej strukture real'nosti nastol'ko, naskol'ko poslednyaya budet ponyata. V to vremya kak vse predydushchie teorii otnosilis' k konkretnym predmetam, eto budet teoriya vseh predmetov: Teoriya Vsego. |ta teoriya, bezuslovno, ne budet poslednej v svoem rode, ona budet pervoj. V nauke schitaetsya dokazannym, chto dazhe nashi luchshie teorii obrecheny byt' v nekotorom rode nesovershennymi i problematichnymi, i my ozhidaem, chto v svoe vremya ih vytesnyat bolee glubokie i tochnye teorii. I etot progress ne ostanovitsya, kogda my otkroem universal'nuyu teoriyu. Naprimer, N'yuton dal nam pervuyu universal'nuyu teoriyu tyagoteniya i ob®edinil, pomimo vsego prochego, nebesnuyu i zemnuyu mehaniku. No ego teorii vytesnila obshchaya teoriya otnositel'nosti |jnshtejna, kotoraya vklyuchaet eshche i geometriyu (kotoruyu ran'she schitali otrasl'yu matematiki) v fizike, i poetomu naryadu s bol'shej tochnost'yu daet bolee glubokie ob®yasneniya. Pervaya universal'naya teoriya -- kotoruyu ya budu nazyvat' Teoriej Vsego -- podobno vsem nashim teoriyam, kotorye byli do nee i budut posle nee, ne budet ni absolyutno istinnoj, ni beskonechno glubokoj, a potomu, v konechnom itoge, ee zamenit drugaya teoriya. No eta zamena proizojdet ne cherez ob®edinenie s teoriyami drugih predmetov, ibo ona sama budet teoriej vseh predmetov. V proshlom znachitel'nyj progress v ponimanii inogda imel mesto pri znachitel'nyh ob®edineniyah. Inogda progress byl vyzvan strukturnymi izmeneniyami v ponimanii konkretnogo predmeta, kak, naprimer, kogda my perestali schitat' Zemlyu centrom Vselennoj. Posle pervoj Teorii Vsego uzhe ne budet znachitel'nyh ob®edinenij. Vse posleduyushchie velikie otkrytiya budut peremenami v ponimanii mira v celom: izmeneniyami v nashem mirovozzrenii. Sozdanie Teorii Vsego budet poslednim bol'shim ob®edineniem i v to zhe vremya pervym shagom k vozniknoveniyu novogo mirovozzreniya. YA schitayu, chto imenno takoe ob®edinenie i izmenenie proishodyat sejchas. Podobnoe mirovozzrenie i yavlyaetsya temoj etoj knigi. Schitayu svoej obyazannost'yu srazu podcherknut', chto ya govoryu ne prosto o "teorii vsego", kotoruyu v blizhajshee vremya nadeyutsya otkryt' specialisty v oblasti fiziki elementarnyh chastic. Ih "teoriya vsego" stala by ob®edinennoj teoriej vseh osnovnyh sil, izvestnyh fizike, a imenno: gravitacionnyh, elektromagnitnyh i yadernyh sil. Ona takzhe opisala by vse tipy sushchestvuyushchih drobnoatomnyh chastic, ih massy, spiny, elektricheskie zaryady i drugie svojstva, a takzhe princip ih vzaimodejstviya. Pri nalichii dostatochno tochnogo opisaniya nachal'nogo sostoyaniya lyuboj izolirovannoj fizicheskoj sistemy, takaya teoriya smozhet predskazat' budushchee povedenie sistemy v principe. V sluchae, kogda tochnoe povedenie sistemy predskazat' nevozmozhno, teoriya opishet vse vozmozhnye varianty povedeniya sistemy i predskazhet veroyatnost' ih vozniknoveniya. Na praktike neredki sluchai, kogda nachal'nye sostoyaniya interesuyushchih nas sistem nevozmozhno opredelit' tochno, da i predskazat' ih slishkom slozhno vo vseh sluchayah, krome prostejshih. Tem ne menee, takaya ob®edinennaya teoriya chastic i sil vmeste s opredeleniem nachal'nogo sostoyaniya Vselennoj k momentu Bol'shogo Vzryva (sil'nyj vzryv, ot kotorogo proizoshla Vselennaya), v principe, soderzhala by vsyu informaciyu, neobhodimuyu dlya predskazaniya vsego, chto mozhno predskazat' (risunok 1.1). Ris. 1.1. Neadekvatnoe ponimanie "teorii vsego" No predskazanie -- eshche ne ob®yasnenie. "Teoriya vsego", na kotoruyu tak nadeyutsya, dazhe sovmestno s teoriej nachal'nogo sostoyaniya, v luchshem sluchae predstavit lish' kroshechnuyu gran' istinnoj Teorii Vsego. |ta teoriya smozhet predskazat' vse (v principe). No nel'zya ozhidat', chto ona ob®yasnit gorazdo bol'she, chem sushchestvuyushchie teorii, za isklyucheniem neskol'kih yavlenij, vyzvannyh osobennostyami vnutriatomnyh vzaimodejstvij, kak-to: stolknoveniya vnutri uskoritelej chastic i neobychnaya istoriya transmutacij chastic vo vremya Bol'shogo Vzryva. CHto pobuzhdaet uchenyh ispol'zovat' termin "teoriya vsego" dlya nazvaniya stol' malogo, hotya i zahvatyvayushchego otrezka znaniya? YA polagayu, eshche odin oshibochnyj vzglyad na prirodu nauki, kotoryj ne odobryayut mnogie nauchnye kritiki, no (uvy!) odobryayut mnogie uchenye: nauka po sushchestvu yavlyaetsya redukcionnoj. |to vse ravno, chto skazat', chto nauka somnitel'no uproshchaet vse ob®yasneniya, raskladyvaya ih na sostavlyayushchie. Naprimer, soprotivlenie steny proniknoveniyu ili sbivaniyu ob®yasnyaetsya tem, chto stena -- eto ogromnoe skoplenie vzaimodejstvuyushchih molekul. Svojstva etih molekul ob®yasnyayut na osnove sostavlyayushchih ih atomov, vzaimodejstviya etih atomov drug s drugom i tak dalee do mel'chajshih chastic i samyh osnovnyh sil. Redukcionisty schitayut, chto vse nauchnye ob®yasneniya i, vozmozhno, lyubye dostatochno glubokie ob®yasneniya prinimayut imenno takuyu formu. Koncepciya redukcionistov estestvenno privodit k sozdaniyu ierarhii predmetov i teorij v sootvetstvii s tem, naskol'ko oni blizki k "samomu nizkomu urovnyu" izvestnyh predskazatel'nyh teorij. V etoj ierarhii logika i matematika obrazuyut nepokolebimye principy, na kotoryh stroitsya sistema nauchnyh vzglyadov. Fundamentom stanet uproshchennaya "teoriya vsego", universal'naya teoriya chastic, sil, prostranstva i vremeni vmeste s nekotoroj teoriej nachal'nogo sostoyaniya Vselennoj. Ostal'naya fizika obrazuet pervye neskol'ko etazhej. Astrofizika i himiya zajmut bolee vysokij uroven', geologiya -- eshche bolee vysokij i t. d. Zdanie razdelyaetsya na mnozhestvo bashen -- predmetov eshche bolee vysokogo urovnya: biohimiyu, biologiyu i genetiku. V netverdyh sloyah stratosfery primostilis' takie predmety, kak teoriya evolyucii, ekonomika, psihologiya i vychislitel'naya tehnika, kotorye na etoj kartine pochti nemyslimo vtorichny. V nastoyashchee vremya u nas est' tol'ko priblizheniya k uproshchennoj "teorii vsego". Oni uzhe dostatochno tochno mogut predskazyvat' zakony dvizheniya otdel'nyh drobnoatomnyh chastic. Ispol'zuya eti zakony, sovremennye komp'yutery mogut rasschitat' dvizhenie lyuboj izolirovannoj gruppy iz neskol'kih vzaimodejstvuyushchih chastic nekotorogo elementa, esli izvestno ih nachal'noe sostoyanie. No dazhe mel'chajshaya chastichka materii, vidimaya nevooruzhennym glazom, soderzhit trilliony atomov, kazhdyj iz kotoryh sostoit iz mnozhestva drobnoatomnyh chastic i nepreryvno vzaimodejstvuet s vneshnim mirom, tak chto predskazat' povedenie etoj chastichki ne predstavlyaetsya vozmozhnym. Dopolnyaya tochnye zakony dvizheniya razlichnymi priblizheniyami, my mozhem predskazat' nekotorye aspekty obshchego povedeniya dostatochno krupnyh ob®ektov, naprimer, temperaturu plavleniya ili kipeniya dannogo himicheskogo soedineniya. Bol'shaya chast' osnovnoj himii byla takim obrazom svedena k fizike. Dlya nauk bolee vysokogo urovnya programma redukcionistov -- vsego lish' delo principa. Nikto na samom dele ne sobiraetsya vyvodit' principy biologii, psihologii ili politiki iz principov fiziki. Prichina, po kotoroj predmety bolee vysokogo urovnya voobshche poddayutsya izucheniyu, sostoit v tom, chto v opredelennyh usloviyah nepostizhimo slozhnoe povedenie ogromnogo kolichestva chastic stanovitsya meroj prostoty i udoboponyatnosti. |to nazyvaetsya ishodom: prostota vysokogo urovnya "ishodit" iz slozhnosti nizkogo urovnya. YAvleniya vysokogo urovnya s ponyatnymi faktami, kotorye nel'zya prosto vyvesti iz teorij nizkogo urovnya, nazyvayutsya ishodyashchimi yavleniyami. Naprimer, stena mogla byt' krepkoj, potomu chto te, kto ee stroil, boyalis', chto ih vragi mogut popytat'sya preodolet' etu stenu. |to ob®yasnenie prochnosti steny vysokogo urovnya nevyvodimo iz ob®yasneniya nizkogo urovnya, kotoroe ya privel vyshe (hotya i sopostavimo s nim). "Stroiteli", "vragi", "strah", "pytat'sya" -- eto ishodyashchie yavleniya. Cel' nauk vysokogo urovnya -- dat' nam vozmozhnost' ponyat' ishodyashchie yavleniya, samymi vazhnymi iz kotoryh, kak my uvidim, yavlyayutsya zhizn', mysl' i vychislenie. Kstati, protivopolozhnost' redukcionizma -- holizm, ideya o tom, chto edinstvenno pravil'nye ob®yasneniya sostavleny na osnove sistem vysokogo urovnya, -- eshche bolee oshibochna, chem redukcionizm. CHego ozhidayut ot nas holisty? Togo, chto my prekratim nashi poiski molekulyarnogo proishozhdeniya boleznej? CHto my otkazhemsya ot togo, chto lyudi sostoyat iz drobnoatomnyh chastic? Tam, gde sushchestvuyut uproshchennye ob®yasneniya, oni stol' zhe zhelanny, kak lyubye drugie. Tam, gde celye nauki uproshchayutsya do nauk nizkogo urovnya, my, uchenye, obyazany najti eti uproshcheniya, tak zhe kak obyazany otkryvat' lyuboe znanie. Redukcionist schitaet, chto nauka zaklyuchaetsya v tom, chtoby razlozhit' vse na sostavlyayushchie. Instrumentalist schitaet, chto cel' nauki -- predskazyvat' sobytiya. Dlya kazhdogo iz nih sushchestvovanie nauk vysokogo urovnya -- vopros udobstva. Slozhnost' meshaet nam ispol'zovat' elementarnuyu fiziku dlya polucheniya predskazanij vysokogo urovnya, poetomu my gadaem, kakovy byli by eti predskazaniya, esli by my mogli ih poluchit', -- ishod daet nam vozmozhnost' preuspet' v etom -- imenno v etom predpolozhitel'no zaklyuchaetsya smysl nauk vysokogo urovnya. Takim obrazom, dlya redukcionistov i instrumentalistov, kotorye proignorirovali kak istinnuyu strukturu, tak i istinnuyu cel' nauchnogo znaniya, osnovoj predskazyvayushchej ierarhii fiziki yavlyaetsya, po opredeleniyu, "teoriya vsego". No dlya vseh ostal'nyh nauchnoe znanie sostoit iz ob®yasnenij, a struktura nauchnogo ob®yasneniya ne otrazhaet ierarhiyu redukcionistov. Ob®yasneniya sushchestvuyut na kazhdom urovne ierarhii. Mnogie iz nih nezavisimy i otnosyatsya tol'ko k ponyatiyam konkretnogo urovnya (naprimer, "medved' s®el med, potomu chto byl goloden"). Mnogie ob®yasneniya soderzhat logicheskie vyvody, protivopolozhnye napravleniyu uproshchennyh ob®yasnenij. To est' oni ob®yasnyayut veshchi, ne razdelyaya ih na bolee malen'kie, prostejshie, a rassmatrivayut ih kak sostavlyayushchie bolee krupnyh i slozhnyh veshchej, o kotoryh u nas, tem ne menee, est' ob®yasnitel'nye teorii. Naprimer, rassmotrim konkretnyj atom medi na konchike nosa statui sera Uinstona CHerchillya, kotoraya nahoditsya na Parlamentskoj Ploshchadi v Londone. YA popytayus' ob®yasnit', pochemu etot atom medi nahoditsya tam. |to proizoshlo potomu, chto CHerchill' byl prem'er-ministrom v palate obshchin, kotoraya raspolozhena nepodaleku; i potomu, chto ego idei i rukovodstvo sposobstvovali pobede Ob®edinennyh sil vo Vtoroj Mirovoj vojne; i potomu, chto prinyato chestvovat' takih lyudej, stavya im pamyatniki; i potomu, chto bronza, tradicionnyj material dlya takih pamyatnikov, soderzhit med' i t.d. Takim obrazom, my ob®yasnim fizicheskoe nablyudenie nizkogo urovnya -- prisutstvie atoma medi v opredelennom meste -- cherez teorii chrezvychajno vysokogo urovnya o takih ishodyashchih yavleniyah, kak idei, rukovodstvo, vojna i tradiciya. Net takoj prichiny, pochemu dolzhno sushchestvovat', dazhe v principe, kakoe-libo bolee nizkourovnevoe ob®yasnenie prisutstviya etogo atoma medi, chem to, kotoroe ya tol'ko chto privel. Predpolozhim, chto uproshchennaya "teoriya vsego" v principe sdelala by nizkourovnevoe predskazanie veroyatnosti, chto takaya statuya budet sushchestvovat', esli izvestno sostoyanie (skazhem) solnechnoj sistemy v kakoe-to bolee rannee vremya. Tochno takzhe eta teoriya v principe opisala by, kak eta statuya mogla tuda popast'. No takie opisaniya i predskazaniya (konechno zhe, absolyutno nereal'nye) nichego by ne ob®yasnyali. Oni prosto opisyvali by traektoriyu dvizheniya kazhdogo atoma medi ot mednogo rudnika cherez plavil'nuyu pech', masterskuyu skul'ptora i t.d. Oni takzhe mogli by sformulirovat', kakoe vliyanie na eti traektorii okazyvayut sily ot okruzhayushchih atomov, naprimer, teh, iz kotoryh sostoyat tela shahterov i skul'ptora, i, takim obrazom, predskazat' sushchestvovanie i formu statui. V dejstvitel'nosti, takoe predskazanie sledovalo by otnesti k atomam po vsej planete, vovlechennym, krome vsego prochego, v slozhnoe dvizhenie, kotoroe my nazyvaem Vtoroj Mirovoj vojnoj. No dazhe esli by vy obladali sverhchelovecheskoj sposobnost'yu sledovat' takim mnogoslovnym predskazaniyam nahozhdeniya atoma medi v tom meste, vy vse ravno ne smogli by skazat': "Da, ya ponimayu, pochemu on tam nahoditsya". Vy prosto znali by, chto ego popadanie tuda takim obrazom neizbezhno (ili veroyatno, ili chto ugodno eshche), esli izvestny nachal'nye konfiguracii atomov i zakony fiziki. Esli by vy zahoteli ponyat', pochemu on tam nahoditsya, u vas po-prezhnemu ne bylo by drugogo vybora, krome kak sdelat' sleduyushchij shag. Vam prishlos' by vyyasnit' vse, chto kasaetsya etoj konfiguracii atomov i ih traektorij, iz-za kotoryh atom medi okazalsya imenno v etom meste. Takoe issledovanie stalo by tvorcheskoj zadachej, kakoj vsegda yavlyaetsya otkrytie novyh ob®yasnenij. Vam prishlos' by obnaruzhit', chto opredelennye konfiguracii atomov podtverzhdayut takie ishodyashchie yavleniya, kak rukovodstvo i vojna, svyazannye drug s drugom ob®yasnitel'nymi teoriyami vysokogo urovnya. I tol'ko uznav vse eti teorii, vy smogli by polnost'yu ponyat', pochemu etot atom medi nahoditsya imenno tam. Redukcionisty uvereny, chto zakony, upravlyayushchie vzaimodejstviem drobnoatomnyh chastic, imeyut pervostepennuyu vazhnost', poskol'ku oni yavlyayutsya osnovoj ierarhii vsego znaniya. No v real'noj strukture nauchnogo znaniya i v strukture nashego znaniya v celom takie zakony igrayut gorazdo bolee skromnuyu rol'. Kakova zhe eta rol'? Mne kazhetsya, chto ni odna iz rassmotrennyh teorij, pretenduyushchih na zvanie "teorii vsego", ne soderzhit mnogo novogo v sposobe ob®yasneniya. Vozmozhno, samyj peredovoj podhod s ob®yasnitel'noj tochki zreniya -- eto teoriya superstrun, v kotoroj elementarnymi stroitel'nymi blokami materii yavlyayutsya udlinennye ob®ekty, "struny", a ne tochechnye chasticy. No ni odin sushchestvuyushchij podhod ne predlagaet novogo sposoba ob®yasneniya -- novogo v smysle ob®yasneniya |jnshtejnom sil prityazheniya na osnove iskrivlennogo prostranstva i vremeni. V dejstvitel'nosti, ozhidaetsya, chto "teoriya vsego" unasleduet prakticheski vsyu ob®yasnitel'nuyu strukturu sushchestvuyushchih teorij elektromagnetizma, yadernyh sil i gravitacii: ih fizicheskie koncepcii, ih yazyk, ih matematicheskij formalizm i formu ih ob®yasnenij. Znachit, my mozhem rasschityvat', chto eta struktura osnovnoj fiziki, kotoraya nam uzhe izvestna iz sushchestvuyushchih teorij, vneset vklad v nashe obshchee ponimanie. V fizike sushchestvuet dve teorii, znachitel'no bolee glubokie, chem ostal'nye. Pervaya -- eto obshchaya teoriya otnositel'nosti, po-moemu, nasha luchshaya teoriya prostranstva, vremeni i gravitacii. Vtoraya -- eshche bolee glubokaya -- kvantovaya teoriya. |ti dve teorii (a nikakaya drugaya sushchestvuyushchaya ili nyne rassmatrivaemaya teoriya drobnoatomnyh chastic) predostavlyayut podrobnuyu ob®yasnitel'nuyu i formal'nuyu sistemu vzglyadov, v kotoroj vyrazhayutsya vse ostal'nye teorii sovremennoj fiziki, i soderzhat osnovnye fizicheskie principy, kotorym podchinyayutsya vse ostal'nye teorii. Ob®edinenie obshchej teorii otnositel'nosti i kvantovoj teorii -- s cel'yu polucheniya kvantovoj teorii otnositel'nosti -- stalo v poslednie desyatiletiya osnovnym predmetom poiskov fizikov-teoretikov i dolzhno bylo by stat' chast'yu lyuboj teorii vsego, kak v uzkom, tak i v shirokom smysle etogo termina. Kak my uvidim v sleduyushchej glave, kvantovaya teoriya, kak i otnositel'nost', predostavlyaet revolyucionno novyj sposob ob®yasneniya fizicheskoj real'nosti. Prichina, po kotoroj kvantovaya teoriya glubzhe teorii otnositel'nosti, lezhit bol'shej chast'yu ne v fizike, a vne ee, poskol'ku ee otrasli prostirayutsya daleko za predely fiziki i dazhe za predely samoj nauki v privychnom ee ponimanii. Kvantovaya teoriya yavlyaetsya odnoj iz chetyreh osnovnyh nitej, obrazuyushchih nashe nastoyashchee ponimanie struktury real'nosti. Prezhde chem nazvat' tri drugih niti, ya dolzhen upomyanut' eshche odin sposob iskazhennogo predstavleniya struktury nauchnogo znaniya redukcionizmom. Redukcionizm prinimaet ne tol'ko to, chto ob®yasnenie vsegda sostoit iz razdeleniya sistemy na bolee malen'kie i prostye sistemy, no i to, chto vse pozdnie sobytiya ob®yasnyayutsya na osnove rannih; drugimi slovami, edinstvennyj sposob chto-to ob®yasnit' -- sformulirovat' prichiny etogo. A eto podrazumevaet, chto, chem ran'she proizoshli sobytiya, na osnove kotoryh my chto-to ob®yasnyaem, tem luchshe ob®yasnenie, tak chto, v konechnom schete, vse luchshe ob®yasnyat' na osnove pervonachal'nogo sostoyaniya Vselennoj. "Teoriya vsego", isklyuchayushchaya opredelenie pervonachal'nogo sostoyaniya Vselennoj, ne yavlyaetsya polnym opisaniem fizicheskoj real'nosti, potomu chto ona soderzhit tol'ko zakony dvizheniya; a zakony dvizheniya sami po sebe delayut lish' uslovnye predskazaniya. To est' oni formuliruyut ne to, chto proishodit, a tol'ko to, chto proizojdet v kakoe-to vremya, esli izvestno, chto eto proishodilo ran'she. Tol'ko esli izvestno polnoe opredelenie nachal'nogo sostoyaniya, v principe mozhno vyvesti polnoe opisanie fizicheskoj real'nosti. Sushchestvuyushchie kosmologicheskie teorii ne obespechivayut polnogo opredeleniya nachal'nogo sostoyaniya dazhe v principe, no oni utverzhdayut, chto iznachal'no Vselennaya byla ochen' malen'koj, ochen' goryachej i imela odnorodnuyu strukturu. No my takzhe znaem, chto Vselennaya ne mogla imet' absolyutno odnorodnuyu strukturu, potomu chto v sootvetstvii s teoriej eto budet nesovmestimo s rossyp'yu galaktik, kotorye my nablyudaem segodnya v nebe. Na pervonachal'nye izmeneniya plotnosti, "neodnorodnost' raspredeleniya materii", znachitel'noe vliyanie okazalo gravitacionnoe szhatie (to est' otnositel'no plotnye uchastki prityanuli by bol'she materii i stali by bolee plotnymi), tak chto snachala eti izmeneniya, dolzhno byt', byli sovsem nebol'shimi. No kakimi by malen'kimi oni ni byli, oni imeyut ogromnoe znachenie dlya lyubyh opisanij real'nosti redukcionistami, potomu chto pochti vse, chto my nablyudaem vokrug ot rossypi zvezd i galaktik v nebe do poyavleniya bronzovyh statuj na planete Zemlya, s tochki zreniya osnovnoj fiziki yavlyaetsya sledstviem etih izmenenij. Esli nashe redukcionnoe opisanie stremitsya ohvatit' nechto bol'shee, chem samye krupnye svojstva nablyudaemoj Vselennoj, nam nuzhna teoriya, opredelyayushchaya te vazhnejshie pervonachal'nye otkloneniya ot odnorodnosti. YA popytayus' zanovo sformulirovat' poslednee trebovanie, ne prinimaya vo vnimanie predubezhdeniya redukcionistov. Zakony dvizheniya lyuboj fizicheskoj sistemy dayut tol'ko uslovnye predskazaniya i, sledovatel'no, sovmestimy so mnogimi vozmozhnymi variantami razvitiya etoj sistemy. (|to ne zavisit ot ogranichenij predskazaniya, kotorye nakladyvaet kvantovaya teoriya i o kotoryh ya rasskazhu v sleduyushchej glave). Naprimer, zakony dvizheniya, kotorym podchinyaetsya yadro, vypushchennoe iz pushki, sovmestimy s mnogimi vozmozhnymi traektoriyami, kazhdaya iz kotoryh sootvetstvuet odnomu iz vozmozhnyh napravlenij i pod®emov stvola pushki pri vystrele (ris. 1.2). Ris. 1.2. Nekotorye vozmozhnye traektorii dvizheniya pushechnogo yadra. Kazhdaya traektoriya sovmestima s zakonami dvizheniya, no tol'ko odna iz traektorij otnositsya k konkretnomu sluchayu Matematicheski zakony dvizheniya mozhno vyrazit' sistemoj uravnenij, kotorye nazyvayut uravneniyami dvizheniya. Sushchestvuet mnogo razlichnyh reshenij etih uravnenij, kazhdoe iz kotoryh opisyvaet kakuyu-to vozmozhnuyu traektoriyu. CHtoby opredelit', kakoe reshenie opisyvaet dejstvitel'nuyu traektoriyu, neobhodimo obespechit' dopolnitel'nye dannye - nekotoruyu informaciyu o tom, chto proishodit v dejstvitel'nosti. Odin iz sposobov osushchestvit' eto zaklyuchaetsya v opredelenii nachal'nogo sostoyaniya, v dannom sluchae napravleniya stvola pushki. Odnako sushchestvuyut i drugie sposoby. Naprimer, my tochno takzhe mogli by opredelit' konechnoe sostoyanie -- polozhenie i napravlenie dvizheniya pushechnogo yadra v moment ego prizemleniya. Ili my mogli by opredelit' polozhenie samoj vysokoj tochki traektorii. My mozhem davat' lyubye dopolnitel'nye dannye, esli oni pomogayut vybrat' odno konkretnoe reshenie sistemy uravnenij dvizheniya. Ob®edinenie lyubyh dopolnitel'nyh dannyh takogo roda s zakonami dvizheniya ravnocenno teorii, kotoraya opisyvaet vse, chto proishodit s pushechnym yadrom s momenta vystrela do udara. Tochno takzhe zakony dvizheniya dlya fizicheskoj real'nosti v celom budut imet' mnogo reshenij, kazhdoe iz kotoryh sootvetstvuet konkretnomu sluchayu. Dlya zaversheniya opisaniya nam pridetsya opredelit', kakoj sluchaj proizoshel v dejstvitel'nosti, predostavlyaya dostatochno dopolnitel'nyh dannyh dlya polucheniya odnogo iz mnogih reshenij uravnenij dvizheniya. V prostyh kosmologicheskih modelyah, po krajnej mere odnim iz sposobov polucheniya takih dannyh yavlyaetsya opredelenie nachal'nogo sostoyaniya Vselennoj. No, krome togo, my mogli by opredelit' konechnoe sostoyanie ili sostoyanie v lyuboj drugoj moment vremeni: ili my mogli by predostavit' nekotoruyu informaciyu o nachal'nom sostoyanii, kakuyu-to informaciyu o konechnom sostoyanii i o promezhutochnyh sostoyaniyah. V obshchem, ob®ediniv dostatochnoe kolichestvo dopolnitel'nyh dannyh raznogo roda s zakonami dvizheniya, my, v principe, poluchili by opisanie fizicheskoj real'nosti. Kak tol'ko my opredelim, skazhem, konechnoe sostoyanie pushechnogo yadra, my smozhem neposredstvenno vychislit' ego nachal'noe sostoyanie, i naoborot, poetomu mezhdu razlichnymi metodami opredeleniya dopolnitel'nyh dannyh ne sushchestvuet prakticheskoj raznicy. Odnako bol'shuyu chast' takih vychislenij dlya Vselennoj trudno obrabotat'. YA skazal, chto my delaem vyvod o sushchestvovanii "neodnorodnosti raspredeleniya materii" v nachal'nyh sostoyaniyah iz segodnyashnih nablyudenij etoj "neodnorodnosti". No eto isklyuchenie: bol'shaya chast' nashego znaniya o dopolnitel'nyh dannyh -- o tom, chto konkretno proishodit, -- sushchestvuet v forme teorij vysokogo urovnya ob ishodyashchih yavleniyah i, sledovatel'no, po opredeleniyu prakticheski ne poddaetsya vyrazheniyu v vide formulirovok nachal'nogo sostoyaniya. Naprimer, v bol'shej chasti reshenij uravnenij dvizheniya Vselennaya v svoem nachal'nom sostoyanii ne obladaet svojstvami, neobhodimymi dlya poyavleniya zhizni. Sledovatel'no, nashe znanie togo, chto zhizn' poyavilas', -- znachitel'naya chast' dopolnitel'nyh dannyh. Vozmozhno, my nikogda ne uznaem, chto eto ogranichenie znachit dlya podrobnoj struktury Bol'shogo Vzryva, no my mozhem sdelat' vyvody neposredstvenno iz nego. Naprimer, pervaya tochnaya ocenka vozrasta Zemli byla sdelana na osnove biologicheskoj teorii evolyucii, kotoraya protivorechila samym vydayushchimsya dostizheniyam fiziki togo vremeni. Tol'ko predubezhdenie redukcionistov moglo zastavit' nas schitat', chto eti dokazatel'stva byli po kakoj-to prichine menee veskimi ili, v obshchem, teorii o nachal'nom sostoyanii byli bolee "fundamental'ny", chem teorii ob ishodyashchih osobennostyah real'nosti. Dazhe v oblasti osnovnoj fiziki ideya o tom, chto teorii nachal'nogo sostoyaniya soderzhat nashi samye glubokie znaniya, ves'ma oshibochna. Odna iz prichin etogo sostoit v tom, chto ona logicheski isklyuchaet vozmozhnost' ob®yasneniya samogo nachal'nogo sostoyaniya: pochemu bylo nachal'noe sostoyanie, kakim ono bylo, -- odnako v dejstvitel'nosti u nas est' ob®yasneniya mnogih aspektov nachal'nogo sostoyaniya. V obshchem, ni odna teoriya vremeni ne sposobna davat' ob®yasneniya na osnove chego-to "bolee rannego"; tem ne menee, blagodarya obshchej teorii otnositel'nosti, a takzhe kvantovoj teorii (sm. glavu 2) u nas est' glubokie ob®yasneniya prirody vremeni. Takim obrazom, harakter mnogih nashih opisanij, predskazanij i ob®yasnenij real'nosti ne imeet nichego obshchego s teoriej "nachal'nogo sostoyaniya v sovokupnosti s zakonami dvizheniya", k kotoroj privodit redukcionizm. Ne sushchestvuet prichiny rassmatrivat' teorii vysokogo urovnya kak "vtorosortnye". Nashi teorii drobnoatomnoj fiziki i dazhe kvantovaya teoriya otnositel'nosti ne imeyut nikakih preimushchestv pered teoriyami ob ishodyashchih svojstvah. Ni odnu iz etih oblastej znaniya nel'zya otnesti k drugim. Kazhdaya teoriya soderzhit logicheskie vyvody ostal'nyh, odnako ne vse eti vyvody mozhno sformulirovat', poskol'ku oni yavlyayutsya ishodyashchimi svojstvami oblasti drugih teorij. V dejstvitel'nosti, nepravil'no upotreblyat' sami terminy "vysokij uroven'" i "nizkij uroven'". Zakony biologii, naprimer, -- ishodyashchie sledstviya vysokogo urovnya zakonov fiziki. No logicheski nekotorye zakony fiziki yavlyayutsya "ishodyashchimi" sledstviyami zakonov biologii. Moglo byt' i tak, chto zakony, kotorym podchinyayutsya biologicheskie i drugie ishodyashchie yavleniya, polnost'yu opredelyali by zakony osnovnoj fiziki. V lyubom sluchae, kogda dve teorii logicheski svyazany mezhdu soboj, logika ne zastavlyaet rassmatrivat' odnu iz nih kak opredelyayushchuyu vtoruyu v celom ili chastichno. |to zavisit ot ob®yasnitel'nyh otnoshenij mezhdu teoriyami. Preimushchestva imeyut ne teorii, kotorye opredelyayut konkretnuyu shkalu razmerov ili slozhnosti, i ne teorii, kotorye raspolozheny na opredelennom urovne predskazatel'noj ierarhii, a te, kotorye soderzhat samye glubokie ob®yasneniya. Struktura real'nosti sostoit ne tol'ko iz sostavlyayushchih redukcionizma, kak-to: prostranstvo, vremya i drobnoatomnye chasticy, -- no i iz zhizni, myslej, vychislenij i mnogogo drugogo, k chemu otnosyatsya eti ob®yasneniya. Teoriya stanovitsya v bol'shej stepeni osnovnoj, nezheli proizvodnoj, ne iz-za svoej blizosti k predskazyvayushchej osnove fiziki, a iz-za svoej blizosti k nashim samym glubokim ob®yasnitel'nym teoriyam. Kvantovaya teoriya, kak ya uzhe govoril, yavlyaetsya odnoj iz takih teorij. Tri drugie osnovnye niti ob®yasneniya, cherez kotorye my stremimsya ponyat' strukturu real'nosti, otnosyatsya k "vysokomu urovnyu" s tochki zreniya kvantovoj teorii. |to teoriya evolyucii (pervonachal'no evolyucii zhivyh organizmov), epistemologiya (teoriya poznaniya) i teoriya vychisleniya (o vychislitel'nyh mashinah i o tom, chto oni mogut vychislit', a chto ne mogut). Kak vy uvidite, mezhdu osnovnymi principami etih chetyreh, na pervyj vzglyad, nezavisimyh predmetov byli obnaruzheny takie glubokie i raznoobraznye svyazi, chto nailuchshim obrazom ponyat' odin iz nih, ne ponimaya tri ostavshiesya, stalo nevozmozhno. Vse chetyre formiruyut svyaznuyu ob®yasnitel'nuyu strukturu, kotoraya imeet nastol'ko obshirnye perspektivy, i ohvatyvaet znachitel'nuyu chast' nashego ponimaniya mira, chto, na moj vzglyad, ee uzhe mozhno spravedlivo nazvat' pervoj nastoyashchej Teoriej Vsego. Takim obrazom, my podoshli k znamenatel'nomu momentu v istorii idej -- momentu, kogda masshtab nashego ponimaniya stanovitsya dejstvitel'no universal'nym. Do nastoyashchego vremeni vse nashe ponimanie kasalos' nekotorogo aspekta real'nosti, neharakternogo dlya celogo. V budushchem ono ohvatit ob®edinennoe ponyatie real'nosti: vse ob®yasneniya budut ponimat'sya na fone universal'nosti, a kazhdaya novaya ideya budet avtomaticheski stremit'sya osveshchat' ne tol'ko konkretnyj predmet, no v razlichnoj stepeni vse predmety. Ponimanie, kotoroe my v konechnom itoge poluchim iz poslednego ogromnogo ob®edineniya, mozhet znachitel'no prevzojti ponimanie, kotoroe my poluchali ot predydushchih ob®yasnenij. My uvidim, chto zdes' ob®edinyaetsya i ob®yasnyaetsya ne tol'ko fizika i ne tol'ko nauka, no i otdalennye oblasti filosofii, logiki i matematiki, etiki, politiki i estetiki: vozmozhno, vse, chto my ponimaem v nastoyashchee vremya, a mozhet byt', i mnogoe iz togo, chto my eshche ne ponimaem. Kakoj zhe togda vyvod ya adresoval by sebe-rebenku, kotoryj otvergal to, chto rost znaniya delaet mir menee ponyatnym? YA by soglasilsya s nim, hotya sejchas ya schitayu, chto vazhno ne to, mozhet li odna iz osobej nashego konkretnogo vida ponyat' vse to, chto ponimaet ves' vid. Vazhno to, dejstvitel'no li edina i ponyatna sama struktura real'nosti. Sushchestvuet mnozhestvo prichin schitat', chto eto tak. Buduchi rebenkom, ya prosto znal eto: sejchas ya mogu eto ob®yasnit'. TERMINOLOGIYA |pistemologiya -- nauka o prirode poznaniya i processah, kotorye ee sozdayut. Ob®yasnenie -- (grubo) utverzhdenie o prirode i prichinah veshchej. Instrumentalizm -- sistema vzglyadov, v sootvetstvii s kotoroj cel'yu nauchnoj teorii yavlyaetsya predskazanie rezul'tatov eksperimentov. Pozitivizm -- krajnyaya forma instrumentalizma, utverzhdayushchaya, chto vse formulirovki, otlichnye ot teh, kotorye chto-libo opisyvayut ili predskazyvayut, ne imeyut smysla. (|tot vzglyad sam ne imeet smysla po svoim zhe kriteriyam). Redukcionnyj -- redukcionnoe ob®yasnenie -- eto ob®yasnenie, kotoroe raskladyvaet vse veshchi na sostavlyayushchie nizkogo urovnya. Redukcionizm -- sistema vzglyadov, v sootvetstvii s kotoroj nauchnye ob®yasneniya iznachal'no yavlyayutsya redukcionnymi. Holizm -- ideya o tom, chto obosnovannymi yavlyayutsya tol'ko ob®yasneniya, sdelannye na osnove sistem vysokogo urovnya; protivopolozhnost' redukcionizma. Ishod -- ishodyashchim yavleniem nazyvaetsya takoe yavlenie (kak zhizn', mysl' ili vychislenie), otnositel'no kotorogo sushchestvuyut ponyatnye fakty ili ob®yasneniya, kotorye ne prosto vyvodyatsya iz teorij nizkogo urovnya, no kotorye mogut ob®yasnit' ili predskazat' teorii vysokogo urovnya, otnosyashchiesya neposredstvenno k etim yavleniyam. REZYUME Nauchnoe znanie, kak i vse chelovecheskoe znanie, sostoit glavnym obrazom iz ob®yasnenij. Prostye fakty mozhno posmotret' v spravochnike, predskazaniya vazhny tol'ko pri provedenii reshayushchih eksperimentov dlya vybora bolee tochnoj nauchnoj teorii, kotoraya uzhe proshla proverku na nalichie horoshih ob®yasnenij. Po mere togo, kak novye teorii vytesnyayut starye, nashe znanie stanovitsya kak shire (kogda poyavlyayutsya novye predmety), tak i glubzhe (kogda nashi osnovnye teorii ob®yasnyayut bol'she i stanovyatsya bolee obobshchennymi). Glubina pobezhdaet. Takim obrazom, my ne udalyaemsya ot togo sostoyaniya, kogda odin chelovek smozhet ponyat' vse, chto ponyato, a priblizhaemsya k nemu. Nashi samye glubokie teorii nastol'ko perepletayutsya drug s drugom, chto ih mozhno ponyat' tol'ko sovmestno, kak edinuyu teoriyu ob®edinennoj struktury real'nosti. |ta Teoriya Vsego imeet gorazdo bol'shij masshtab, chem ta "teoriya vsego", kotoruyu ishchut uchenye, zanimayushchiesya fizikoj elementarnyh chastic, potomu chto struktura real'nosti sostoit ne tol'ko iz takih sostavlyayushchih redukcionizma, kak prostranstvo, vremya i drobnoatomnye chasticy, no takzhe, naprimer, iz zhizni, mysli i vychisleniya. CHetyre osnovnyh niti ob®yasneniya, kotorye mogut sostavit' pervuyu Teoriyu Vsego -- eto kvantovaya fizika, Glavy 2, 9, 11, 12, 13, 14; epistemologiya, Glavy Z, 4, 7, 10, 13, 14; teoriya vychislenij, Glavy 5, b, 9, 10, 13, 14; teoriya evolyucii, Glavy 8, 13, 14. Sleduyushchaya glava posvyashchena pervoj i samoj vazhnoj iz chetyreh nitej -- kvantovoj fizike. Glava 2. Teni Ne sushchestvuet luchshej, bolee otkrytoj dveri k izucheniyu fiziki, chem obsuzhdenie fizicheskogo fenomena svechi. Majkl Faradej (Kurs iz shesti lekcij po himicheskoj istorii svechi) V svoih znamenityh nauchnyh lekciyah v Korolevskom institute Majkl Faradej vsegda pobuzhdal svoih slushatelej izuchat' mir, rassmatrivaya, chto proishodit pri gorenii svechi. YA zamenyu svechu elektricheskim fonarikom. |to pravomerno, poskol'ku ustrojstvo elektricheskogo fonarika vo mnogom osnovano na otkrytiyah Faradeya. YA opishu neskol'ko eksperimentov, kotorye illyustriruyut yavleniya lezhashchie v osnove kvantovoj fiziki. Takogo roda eksperimenty so mnozhestvom izmenenij i utochnenij v techenie mnogih let ostavalis' sredstvom k sushchestvovaniyu kvantovoj optiki. V ih rezul'tatah net protivorechij, odnako dazhe sejchas v nekotorye iz nih trudno poverit'. Osnovnye eksperimenty udivitel'no prosty. Oni v sushchnosti ne trebuyut ni special'nyh nauchnyh instrumentov, ni glubokogo znaniya matematiki ili fiziki, oni zaklyuchayutsya vsego lish' v otbrasyvanii tenej. Obychnyj elektricheskij fonarik mozhet proizvodit' ves'ma strannye kartiny sveta i teni. Pri bolee vnimatel'nom rassmotrenii mozhno uvidet', chto oni imeyut neobychnye razvetvleniya. CHtoby ob®yasnit' ih, nuzhny ne prosto novye fizicheskie zakony, a novyj uroven' opisaniya i ob®yasneniya, vyhodyashchij za predely togo, chto ran'she schitali nauchnoj sferoj. Prezhde vsego, eti kartiny otkryvayut sushchestvovanie parallel'nyh mirov. Kak eto vozmozhno? Kakaya myslimaya kartina tenej mozhet povlech' za soboj podobnye vyvody? Ris. 2.1. Svet ot elektricheskogo fonarika Predstav'te vklyuchennyj elektricheskij fonarik v temnoj komnate gde net drugih istochnikov osveshcheniya. Nit' nakala lampochki ispuskaet svet, kotoryj rasshiryaetsya, obrazuya chast' konusa. CHtoby ne uslozhnyat' eksperiment otrazhennym svetom, steny komnaty dolzhny byt' matovo-chernymi dlya polnogo pogloshcheniya sveta. Ili, poskol'ku my provodim eti eksperimenty tol'ko v svoem voobrazhenii, mozhno predstavit' komnatu astronomicheskih razmerov, chtoby do zaversheniya eksperimenta svet ne uspel dostignut' sten i vernut'sya. Risunok 2.1 illyustriruet dannyj opyt. No etot risunok v nekotoroj stepeni ne sootvetstvuet istine: esli by my smotreli na fonarik so storony, my ne smogli by uvidet' ni fonarik, ni svet. Nevidimost' -- odno iz prostejshih svojstv sveta. My vidim svet lish' togda, kogda on popadaet v nashi glaza (hotya, kak pravilo, my govorim o poslednem ob®ekte, na kotoryj vozdejstvoval etot svet i kotoryj okazalsya po linii nashego zreniya). My ne mozhem uvidet' svet, kotoryj prosto prohodit mimo. Esli by v luche okazalsya otrazhayushchij ob®ekt ili dazhe pyl' ili kapel'ki vody, chtoby rasseyat' svet, my smogli by ego uvidet'. No poskol'ku v luche nichego net, i my smotrim na nego izvne, ego svet ne dostigaet nas. Naibolee tochno to, chto my dolzhny uvidet', sledovalo by predstavit' absolyutno chernoj kartinkoj. V prisutstvii vtorogo istochnika sveta, my mogli by uvidet' fonarik, no opyat' zhe ne ego svet. Luchi sveta, dazhe samogo intensivnogo sveta, kotoryj my mozhem poluchit' (s pomoshch'yu lazerov), prohodyat drug cherez druga, kak esli by nichego ne bylo voobshche. Na risunke 2.1 vidno, chto okolo fonarika svet naibolee yarkij, po mere udaleniya ot nego svet tuskneet, tak kak luch rasshiryaetsya, chtoby osvetit' eshche bol'shuyu ploshchad'. Nablyudatelyu, nahodyashchemusya v luche i othodyashchemu ot fonarika spinoj vpered, reflektor pokazalsya by eshche men'she, a kogda byl by viden tol'ko kak tochka, eshche slabee. |to v samom dele bylo by tak? Sposoben li svet dejstvitel'no rasprostranyat'sya neogranichenno vse bolee tonkimi luchami? Otvet: net. Na rasstoyanii primerno desyati tysyach kilometrov ot fonarika ego svet byl by slishkom slabym, chtoby chelovecheskij glaz mog ego razlichit', i nablyudatel' nichego by ne uvidel. To est' chelovek nichego by ne uvidel; a zhivotnoe s bolee chuvstvitel'nym zreniem? Glaza lyagushki v neskol'ko raz chuvstvitel'nee chelovecheskih glaz: etogo vpolne dostatochno, chtoby pochuvstvovat' oshchutimuyu raznicu pri provedenii eksperimenta. Esli by nablyudatelem byla lyagushka, i ona udalyalas' by ot elektricheskogo fonarika, moment, kogda ona polnost'yu poteryala by ego iz vida, nikogda by ne nastupil. Vmesto etogo lyagushka uvidela by, chto fonarik nachal mercat'. Vspyshki voznikali by cherez neravnye promezhutki vremeni, kotorye uvelichivalis' by po mere udaleniya lyagushki ot fonarika. No otdel'nye vspyshki ne stali by menee yarkimi. Na rasstoyanii sta millionov kilometrov ot fonarika lyagushka videla by v srednem tol'ko odnu vspyshku sveta v den', no eta vspyshka byla by ne menee yarkoj, chem lyubaya drugaya, nablyudaemaya s lyubogo drugogo rasstoyaniya. Ris. 2.2. Lyagushki mogut videt' otdel'nye fotony Lyagushki ne mogut rasskazat' nam, chto oni vidyat. Poetomu pri provedenii real'nyh eksperimentov my ispol'zuem fotoumnozhiteli (svetovye detektory, chuvstvitel'nost' kotoryh prevyshaet chuvstvitel'nost' glaz lyagushki) i umen'shaem svet, propuskaya ego cherez temnye fil'try, a ne nablyudaem ego na rasstoyanii sta millionov kilometrov ot istochnika. Odnako ni princip, ni rezul'tat ot etogo ne menyayutsya: ne mnimaya temnota, ne odnorodnaya tusklost', a mercanie, prichem vspyshki -- odinakovo yarkie, nezavisimo ot togo, naskol'ko temnyj fil'tr my ispol'zuem. |to mercanie pokazyvaet, chto sushchestvuet predel ravnomernogo rasprostraneniya sveta. Pol'zuyas' terminologiej yuvelirov, mozhno skazat', chto svet ne yavlyaetsya beskonechno "kovkim". Podobno zolotu nebol'shoe kolichestvo sveta mozhno ravnomerno raspredelit' po ochen' bol'shoj ploshchadi, no, v konechnom itoge, esli popytat'sya rastyanut' ego eshche, on stanet nerovnym. Dazhe esli mozhno kak-nibud' predotvratit' gruppirovanie atomov zolota, sushchestvuet predel, za kotorym atomy nel'zya razdelit' bez togo, chtoby zoloto ne perestalo byt' zolotom. Poetomu edinstvennyj sposob sdelat' zolotoj list tolshchinoj v odin atom eshche ton'she - raspolozhit' atomy eshche dal'she drug ot druga, chtoby mezhdu nimi bylo pustoe prostranstvo. Kogda eti atomy okazhutsya dostatochno daleko drug ot druga, zabluzhdeniem budet schitat', chto oni obrazuyut sploshnoj list. Naprimer, esli kazhdyj atom zolota nahodilsya by v srednem na rasstoyanii neskol'kih santimetrov ot svoego blizhajshego soseda, mozhno bylo by provesti rukoj cherez "list", ne prikasayas' k zolotu voobshche. Tochno takzhe sushchestvuet elementarnyj svetovoj sharik ili "atom", foton. Kazhdaya vspyshka, kotoruyu vidit lyagushka, vyzvana fotonom, vozdejstvuyushchim na setchatku ee glaz. Luch sveta stanovitsya slabee ne potomu, chto sami fotony oslabevayut, a potomu, chto oni otdalyayutsya drug ot druga, i pustoe prostranstvo mezhdu nimi uvelichivaetsya (risunok 2.2). Ochen' slabyj luch nepravomerno nazyvat' "luchom", poskol'ku on preryvaetsya. Kogda lyagushka nichego ne vidit, eto proishodit ne potomu, chto svet, popadayushchij v ee glaza, slishkom slab, chtoby vozdejstvovat' na setchatku, a potomu, chto svet prosto ne popadaet v ee glaza.