Логика чудес. Осмысление событий редких, очень редких и редких до невозможности - Ласло Мерё

Более того, поскольку наука работает с моделями, мы можем понять диапазон применимости каждого конкретного результата. Никакая научная истина не есть истина абсолютная. Эти истины справедливы лишь в пределах применимости конкретной модели, в области, в которой результаты могут быть подтверждены и уточнены экспериментом. Именно поэтому модели, используемые для описания Тихонии и Диконии, могут быть радикально разными и в то же время верными — каждая в своем сегменте мира.

Чтобы мы смогли понять модели, описывающие Диконию, мне нужно упомянуть еще об одном аспекте тихонской науки. Для нее не вызывает никаких затруднений тот факт, что если вероятность некоего конкретного события равна нулю, то это не значит, что такое событие не может произойти. Это утверждение кажется противоречивым, но в его основе лежит весьма простая логика.

Представим себе, что мы ставим карандашную отметку в случайном месте листа бумаги. Вероятность того, что центр этой отметки попадет в какую-либо конкретную точку листа, равна нулю. Дело в том, что будь эта вероятность каким-либо положительным числом, назовем его х, тогда это же самое число x выражало бы и такую же вероятность попадания в любую другую точку. Но число точек на листе бумаги бесконечно, так что сумма вероятностей по всем точкам листа была бы равна не единице, как должно быть, а бесконечности. Поэтому вероятность попадания карандаша в какую-либо конкретную точку бесконечно мала — то есть равна нулю.

Но карандаш должен попасть в какое-то место листа, так что, когда мы прикасаемся карандашом к бумаге, происходит событие, имевшее за мгновение до этого нулевую вероятность. Математика Тихонии способна справиться с этой головоломкой без каких бы то ни было затруднений, хотя для того, чтобы сообразить, как нужно определить вероятность, чтобы можно было создать непротиворечивую теорию, потребовалось участие нескольких выдающихся талантов и пары-тройки гениев. Однако я не стану углубляться в технические детали их работы в этой области.

С точки зрения традиционной науки Тихонии осуществление события нулевой вероятности не означает, что произошло чудо. Или же мы можем сказать, что речь идет о мелком, повседневном чуде, относящемся к разряду того, что я назвал псевдочудесами. Таким образом, наука Тихонии способна работать не только с такими явлениями низкой вероятности, как чрезвычайно низкие или высокие доходы или вечная молодость. Она также может разбираться с событиями, которые происходят несмотря на то, что вероятность их наступления равна нулю. Именно поэтому мы то и дело сталкиваемся с псевдочудесами.

Все это важно понимать очень четко, потому что в дальнейшем мы увидим, что некоторые из чудес Диконии характеризуются не крайне малой или даже нулевой вероятностью, а отсутствием какой бы то ни было вероятности. То есть существуют такие явления, которым нельзя приписать никакой вероятности, — в том же смысле, в котором у распределения Коши нет стандартного отклонения. Это может быть связано, например, с тем, что такие события невообразимы, но произойти никак иначе они не могут. Есть множество других причин, по которым событию нельзя приписать хоть какой-либо вероятности, но оно тем не менее может произойти. Так обстояло дело со стрельбой нашей Фиби, которая могла попасть в стену в точке, находящейся почти невообразимо далеко.

При обсуждении окраин Тихонии не следует забывать о теореме Гёделя, которая целиком и полностью происходит из тихонской математики, хотя и потрясла эту математику до самого основания. Она произвела поразительно необычный результат, который до того был невообразимым для многих из самых выдающихся теоретиков. Кроме того, она была с точки зрения математиков явлением в высшей степени нежелательным. В 1900 году, когда великий немецкий математик Давид Гильберт составил список наиболее насущных математических задач на наступающее столетие, одним из первых пунктов этого списка было доказательство того, что математика никогда не порождает противоречий[54]. Эту задачу Гёдель решил в своей второй теореме о неполноте, но полученный им результат был прямо противоположен ожидавшемуся. Вместо того чтобы доказать, что математика непротиворечива, он доказал, что доказать непротиворечивость математики внутри ее самой невозможно. Говорят, Гильберт рассердился, когда узнал о теореме Гёделя. Джон фон Нейман, как мы видели, просто забросил свои исследования в области логики.

До Гёделя всегда считалось самоочевидным, что для нахождения решения математической задачи требуются только достаточные способности, рассудительность и ловкость. Математик не был стопроцентно уверен, что решение существует, так как поставленная Гильбертом задача о непротиворечивости еще не была решена (не решена она и до сих пор), но у него не было причин сомневаться в том, что рано или поздно непротиворечивость математики будет доказана. После Гёделя приходится постоянно помнить о том, что решение задачи может не даваться не потому, что решающему ее не хватает ума, а потому, что задача эта — гёделева, то есть в рамках системы математики невозможно вывести ни заключенное в ней утверждение, ни утверждение обратное ему. И разумеется, появляется все больше результатов, доказывающих, что некоторые задачи действительно являются гёделевыми.

Если некоторое математическое утверждение гёделево, то математика не способна определить, истинно оно или ложно. Естественная наука, например физика или психология, возможно, сумеет установить, как обстоит дело в контексте реального мира, но математика не может дать никакого определенного ответа. Математика говорит только, что с ее точки зрения любой ответ был бы одинаково хорош — как утвердительный, так и отрицательный. Действительно, нашу математическую систему можно расширить новой аксиомой, содержащей либо само утверждение, либо его отрицание! В обоих случаях математика останется непротиворечивой (если, разумеется, она была непротиворечивой до этого), хотя разные случаи, возможно, потребуют разных математик. Например, если физики установят, что пространство обладает нулевой кривизной, математики создадут модель в форме старой доброй евклидовой геометрии. Однако если физики каким-то образом откроют, что пространство искривлено, то математики смогут предложить целый ассортимент разных неевклидовых геометрий, например разработанные Бойяи и Лобачевским. Вопрос о том, обладает ли пространство нулевой кривизной, — вопрос не математический. На самом деле физики пришли к убеждению, что кривизна пространства должна быть ненулевой.

В результате работы Гёделя математикам стало ясно, что математика не может исключить возможности параллельного существования нескольких разных математических систем, подчиняющихся разным законам. Мы уже видели, например, что цивилизации, имеющие разные концепции целых чисел, вполне могут существовать бок о бок. У некоторых цивилизаций может не быть понятия о нуле. Вспомним, что гипервещественное, бесконечно малое число 1/I тоже можно в некотором смысле считать нулем, так как оно меньше любого традиционного вещественного числа. Однако это не «настоящий» нуль, так как на это число можно делить, а с нашим традиционным нулем такую операцию проделать нельзя.