Достучаться до небес. Научный взгляд на устройство Вселенной
Шрифт:
Галилей много сделал для создания фундамента, на котором и по сей день работают ученые. Он инициировал медленный процесс развития, знание которого помогает лучше понять природу науки (в частности, то, как при помощи непрямых наблюдений и экспериментов получать верные описания физических явлений), а также некоторые серьезные вопросы, которые ставят сегодня перед собой физики. Современная наука пытается согласовать наблюдения с теорией при помощи открытий и новшеств, которыми мы обязаны Галилею, — мы применяем и технические средства, и эксперименты, и теории, и математический аппарат. Главное, Галилей сумел распознать важность взаимодействия всех этих элементов науки в формировании физического описания мира.
Сегодня мы более свободны в своем мышлении. Исследуя далекие пределы пространства, мы наблюдаем, как развивается начатая Коперником революция,
Непрямые методы наблюдений, впервые предложенные Галилеем, сегодня находят новое применение в сложнейших датчиках Большого адронного коллайдера. Завершающий экспонат падуанской выставки проиллюстрировал для нас эволюцию науки вплоть до сегодняшнего дня; на нем даже были представлены некоторые эксперименты, запланированные на БАКе. Наш гид признался, что все эти описания казались ему слишком сложными, путаными и непонятными, пока он не понял, что БАК — это предельное на сегодняшний день воплощение микроскопа, позволяющее заглянуть в самые мелкие из доступных человеку масштабов.
И сегодня, когда мы осваиваем новые пределы точности измерений, мысли Галилея о том, как следует планировать эксперименты и интерпретировать их результаты, сохраняют свою актуальность. Его наследие живет, пока мы продолжаем создавать устройства и получать с их помощью изображения объектов, невидимые невооруженным глазом. Мы и сегодня действуем в соответствии с его взглядами на то, как работают научные методы: чтобы подтвердить или опровергнуть новую научную гипотезу, мы ставим эксперименты. Участники конференции в Падуе размышляли о том, какие новые данные принесет нам ближайшее время и что, собственно, эти данные могут означать. Мы все надеемся, что науке в очередной раз удастся расширить пределы человеческих знаний. А пока продолжаем стучаться в двери небес.
ГЛАВА 3. ЖИЗНЬ В МАТЕРИАЛЬНОМ МИРЕ
В феврале 2008 г. поэтесса Катарина Коулз и биолог и математик Фред Адлер (оба из Университета Юты в Солт–Лейк–Сити) организовали междисциплинарную конференцию под названием «Вселенная в песчинке» (A Universe in a Grain of Sand). Темой встречи стала роль масштаба в различных научных дисциплинах. Такая конференция, естественно, только выигрывала от разнообразия интересов участников и выступающих, поэтому здесь собрались представители самых разных областей. Как разделить наблюдения по категориям в соответствии с исследуемыми масштабами, чтобы разобраться в них, организовать и вновь свести воедино? В обсуждение этой темы все наши эксперты — а там были физик, архитектурный критик и профессор английского языка — могли внести свой вклад.
Во вступительной речи литературный критик и поэт Линда Грегерсон назвала нашу Вселенную «совершенной». Это слово точно характеризует то, что делает Вселенную такой чудесной и одновременно неприступной. Очень многое в ней лежит, судя по всему, за пределами нашей досягаемости и нашего понимания, — и в то же время достаточно близко, чтобы дразнить и манить нас: войдите и разберитесь. При любом подходе к знаниям главное — сделать малодоступные аспекты Вселенной более понятными. Человек жаждет научиться читать и понимать книгу природы; он хочет согласовать полученные знания со своими представлениями об окружающем мире.
Человечество в своих попытках разгадать тайны жизни и окружающего мира пользуется различными методами и стремится к разным целям. Искусство, наука и религия, хоть и связаны, возможно, с одними и теми же творческими импульсами, предлагают разные подходы к исследованию белых пятен нашего мировосприятия.
Прежде чем вернуться в мир современной физики, сравним несколько способов мышления и немного углубимся в историю дебатов между религией и наукой, поговорив по крайней мере об одном камне преткновения, который никогда не будет окончательно устранен. Мы рассмотрим материалистический и механистический мир науки — важнейшую черту научного подхода к знаниям. Скорее всего, противники этого подхода не изменят своего мнения в результате нашей дискуссии, тем не менее она поможет читателю более точно представить и осмыслить корни разногласий между двумя подходами.
МАСШТАБ НЕИЗВЕСТНОГО
Немецкий поэт
13
Перевод В. Б. Микушевича. —Прим. пер.
Понятие «совершенство» вновь всплыло в 2009 г. в дискуссии о музыке, искусстве и науке, которую мы с товарищами устроили во время работы над оперой о физике. Для нашего дирижера Клемента Пауэра некоторые музыкальные отрывки воплощали в себе одновременно ужас и красоту, тогда как остальные слышали в них только красоту. Для Клемента совершенная музыка — одинокая вершина, превосходящая его способность к восприятию и не допускающая интерпретации или расшифровки.
Совершенство предлагает нам масштабы и ставит вопросы, выходящие за пределы наших интеллектуальных возможностей. Именно поэтому оно одновременно внушает ужас и завораживает. Представление о совершенстве меняется со временем — по мере того как расширяется линейка масштабов, с которыми мы чувствуем себя комфортно и работаем без труда. Но в любой конкретный момент можно быть уверенным: мы по–прежнему жаждем узнать о поведении объектов и о событиях, происходящих на слишком мелких и слишком крупных для нас масштабах, которые мы пока не в состоянии освоить.
Наша Вселенная во многом совершенна. Она вызывает восхищение, но иногда ошеломляет — и даже пугает — своей сложностью. Тем не менее все ее компоненты чудесным образом согласуются друг с другом. И искусство, и наука, и религия стремятся направить человеческое любопытство и просветить нас, постоянно расширяя пределы познаний. Все они обещают, хотя и по–разному, помочь нам разорвать узкие рамки индивидуального опыта, проникнуть в царство совершенства и понять его (рис. 11).
Искусство позволяет нам исследовать Вселенную через призму человеческого восприятия и эмоций. С его помощью мы оцениваем мир через чувства, особое внимание уделяя тому, как человек ощущает себя во Вселенной и как он ее наблюдает. Искусство — в значительной мере производная автора; взаимодействуя с ним, мы можем прояснить наше собственное интуитивное видение мира. В отличие от науки искусство не ищет объективных истин, выходящих за пределы человеческих отношений. Оно прочно связано с нашими физическими и эмоциональными реакциями на внешний мир и основывается на внутреннем опыте, потребностях и возможностях, которые наука, как правило, никак не затрагивает.
Наука, в свою очередь, занимается поиском объективных проверяемых истин об окружающем мире. Она исследует элементы, из которых выстроена Вселенная, и то, как эти элементы взаимодействуют. Шерлок Холмс, знаменитый герой Артура Конан Дойля, наставляя доктора Ватсона, достаточно точно описал методологию науки: «Расследование преступления — точная наука, по крайней мере должно ею быть. И описывать этот вид деятельности надо в строгой, бесстрастной манере. А у вас там сантименты. Это все равно что в рассуждение о пятом постулате Евклида включить пикантную любовную историю… Единственное, что заслуживает внимания в этом деле, — цепь рассуждений от следствия к причине. Это и привело к успешному раскрытию дела» [14] .
14
Перевод М. Литвиновой.