Краткая теория времени - Карло Ровелли

Ну тогда, скажете вы, это было просто. Да неужели? Нет, это не было просто, потому что миллионы человек на протяжении целых столетий существования цивилизации об этом никогда не думали. Почему им было трудно прийти к этой мысли? Потому что она революционным образом меняла картину мира. Люди привержены имеющимся представлениям и с большим трудом отказываются от них. Им всегда кажется, что они все знают. Новые идеи внушают страх, потому что смущают. Разве, хорошенько подумав, не ощущаешь беспокойства при мысли о том, что Земля ни на что не опирается? Почему же она не падает? Этот вопрос задавал себе, разумеется, и Анаксимандр, и мы знаем его ответ: вещи падают не «вниз», они падают «на Землю». Поэтому у самой Земли нет такого направления, в котором она могла бы упасть, кроме как на себя саму. И с нашей сегодняшней точки зрения, Анаксимандр прав. Но его ответ опять-таки тревожит: ведь Анаксимандр полностью меняет рамки, в которых люди мыслят пространство, Землю, гравитацию, являющуюся причиной падения тел. На основе наблюдений и для того, чтобы объяснить эти наблюдения, он предлагает новую карту мироздания, совершенно новый принцип, согласно которому устроено пространство. Нет больше пространства, разделенного надвое, с «верхом» и «низом», – есть единое пространство неба, в котором парит Земля и в котором предметы падают на Землю. Это более общий образ мира, и он лучше предшествующего.

Анаксимандр написал книгу, в которой среди прочего высказал эту мысль и аргументы в ее защиту. Постепенно идея прижилась. У ученых следующего поколения, из пифагорейской школы в греческих городах Южной Италии, то, что Земля – это сфера, окруженная небесами, стало общим местом. Самый древний текст из дошедших до нас, в котором говорится о сферической форме Земли, – это диалог Платона «Федон». Там это представление изложено как достоверное, хотя и не полностью доказанное. А в следующем за Платоном поколении, немногим больше столетия после Анаксимандра, Аристотель относится к идее сферической Земли, парящей в пространстве, как к признанной и приводит в пользу этого список доказательств, очень убедительных. Итак, за несколько поколений дерзкая мысль Анаксимандра стала общей точкой зрения. И из греческого мира впоследствии эта мысль распространилась на все человечество.

На мой взгляд, Анаксимандр не просто один из первых ученых, от которых идут наши познания о мире, но также один из величайших, кто только был, в детскую эпоху человечества. Его способность представить себе, что Земля парит в пространстве, – это, возможно, первый и определенно один из блистательнейших примеров того, что такое Наука. Она – способность углублять и изменять наше ви́дение мира на основе наблюдений и рациональной мысли. Способность ставить под сомнение признанные идеи и находить новые, более адекватные. Такова огромная провидческая сила науки, всегда меня очаровывавшая.

Когда некое новое воззрение на мир проверено и доказано, оно постепенно становится фундаментом новой культуры. Тот факт, что структура пространства изменяется в случае близости массивного тела, однажды станет всеобщим достоянием, а мысль о неизменном и повсюду одинаковом пространстве покажется смехотворной – не менее смехотворной, чем в наши дни кажется предположение, что Земля должна опираться на что-то, чтобы не падать.

В этом движении, постоянно перестраивающем картину мира, сама сущность мира или, вернее, то, как мы ее воспринимаем, тоже меняется. Поэтому Анаксимандр стоит у истоков и другой великолепной затеи: чтобы объяснить физические явления, он ввел понятие apeiron (согласно мнению одних, это значит «то, что не имеет отличий, неопределенное», согласно мнению других – «бесконечное»). Апейрон – это первый умозрительный объект, понимавшийся как «кирпич» реальности: это «предок» атомов, элементарных частиц, физических полей, искривлений пространства-времени, кварков, струн и петель, то есть тех понятий, с помощью которых мы сегодня заново объясняем то, что видим.

Итак, революционное развитие науки, открывающее принципиально новую картину мира, начинается не с Эйнштейна. Оно вообще свойственно Большой науке. Особая роль Эйнштейна, я хочу подчеркнуть, заключается «всего лишь» в том, что он пробудил фундаментальную науку от летаргического сна, в который ее погрузил невероятный успех теорий Ньютона.

История пространства: соотношение или целостность?

В противоположность тому, что можно подумать, представление о пространстве, царившее от Аристотеля до Ньютона, заключалось в том, что это пространство сформировано самими объектами мира. На него смотрели как на порядок, по законам которого тела соприкасаются или, скорее, связаны друг с другом. Получается, что в западной научно-философской мысли ньютоновская идея абсолютного пространства, способного существовать в отсутствие каких-либо тел, вовсе не была господствующей точкой зрения.

Чтобы ввести представление о пространстве-ящике как о независимой сущности, Ньютону пришлось бороться против ожесточенного сопротивления мыслителей своего времени. И сопротивление оказывали не столько ученые старой аристотелевской школы, сколько выдающиеся представители Scientia Nova, Новой науки. Эти последние следовали за недавней коперниковской революцией, а своего главного учителя видели в Рене Декарте. У Декарта по поводу пространства было мнение, сильно отличавшееся от мнения Ньютона. Это декартово представление по прямой линии восходило через всю западную мысль к Аристотелю. Для Декарта, как и для Аристотеля, не было такой самостоятельной сущности, как «пространство». Не было, например, пустого пространства. Были только объекты (камни, стены, стулья, воздух, вода). Эти объекты находились в отношениях смежности друг с другом, они могли соприкасаться или не соприкасаться, а отношение смежности определяло порядок их взаимодействия, который и был пространством. Например, Аристотель определял пространственное положение тела как границу внутри собрания других тел, то есть своего рода положение «в пустоте» между близлежащими телами. Так, положение объекта А определяется положением соседнего объекта Б, и наоборот. Таким же образом для Декарта движение тела А было определено как переход от близости с телом Б к близости с телом В. Если говорить о единичном объекте самом по себе, то невозможно сказать, движется он или нет.

Для Ньютона, наоборот, все тела располагались в пространстве. И у пространства есть собственная структура, никак не зависящая от объектов, которые могут в нем находиться или которых в нем нет. В первой трактовке пространства, аристотелевско-декартовской, оно не сущность, не целостность, оно – взаимное отношение вещей. Во второй, ньютоновской, трактовке пространство – это отдельная целостность, реально существующая и имеющая свою структуру, даже если никаких тел нет.

Является ли выбор между этими двумя возможностями научной проблемой или чисто философской? Я бы сказал, что это научная проблема, но не в том смысле, в каком наука могла бы дать «правильное» представление о пространстве. Роль науки – в том, чтобы сказать, какая из этих двух точек зрения лучше, больше подходит для того, чтобы понимать мир наиболее эффективным способом. Здесь – корень проблемы истинности научных высказываний. Ньютон ответил в своей главной книге Principia Mathematica на вопрос о природе пространства. Сила этой книги, причина того, что решение Ньютона в итоге оказалось лучшим, в том, что он создал такой способ описания мира, основанный на его ви́дении пространства, который был невероятно хорош при использовании.