Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир

Кроме материи и энергии есть еще один существенный компонент – это данные: информация, необходимая для проверки научных теорий. На земной поверхности полно данных. В семнадцатом веке мы смогли проверить законы Ньютона, а теорию Эйнштейна в двадцатом, но данные, благодаря которым это стало возможно – свет, идущий с неба, – поступали на Землю миллиарды лет до того и будут приходить еще миллиарды лет. И даже сегодня мы только в начале пути: в любую ясную ночь вполне может оказаться так, что вам на голову с неба свалятся данные, благодаря которым вы будете знать, куда и как смотреть, они могут принести вам Нобелевскую премию. Если взять химию, то каждый где-либо существующий стабильный элемент присутствует и на поверхности Земли или под ней. Что касается биологии, то биосфера буквально переполнена данными о природе жизни, не говоря уже о нашей собственной ДНК, которая всегда под рукой. Насколько нам известно, здесь можно измерить все фундаментальные константы природы и проверить каждый фундаментальный закон. Все, что нужно для бесконечного создания знаний есть здесь, в биосфере Земли, в изобилии.

То же верно и для Луны. На ней есть те же самые ресурсы массы, энергии и данных, что и на Земле. Есть небольшие отличия парохиального плана, но тот факт, что людям, живущим на Луне, придется создавать для себя воздух, ненамного важнее того, что на Земле в лабораториях приходится создавать вакуум. Обе эти задачи можно автоматизировать, чтобы это требовало от человека произвольно мало внимания и усилий. Более того, раз люди являются универсальными конструкторами, любая проблема поиска или преобразования ресурсов может вызывать не более чем временные трудности в создании знания в данной среде. Поэтому материя, энергия и данные – это все, что требуется от среды, чтобы в ней было возможно бесконечное создание знаний.

Хотя любая конкретная проблема – фактор временный, постоянным остается условие решать проблемы для выживания и продолжения создания знаний. Я уже говорил, что в истории человечества проблемы были всегда; это в равной степени относится и к прошлому, и к будущему. Сегодня и в ближайшей перспективе на Земле имеется бесчисленное множество проблем, которые нужно решить, чтобы люди хотя бы не голодали и не страдали от других ужасных условий жизни, которые существуют с доисторических времен. В ближайшие десятилетия мы столкнемся с выбором: модифицировать биосферу, оставить все как есть или искать промежуточный вариант. Что бы мы ни выбрали, это будет проект всепланетного управления, требующий создания огромных объемов научного и технологического знания, а также знания о том, как рационально принимать такие решения (см. главу 13). В еще более далекой перспективе вопрос стоит не только в удовлетворении наших потребностей в плане комфорта и эстетических чувств, не только в избавлении отдельных людей от страданий, но и, как и всегда, в выживании нашего вида. Например, на настоящий момент на протяжении каждого века есть шанс один к тысячи, что с Землей столкнется комета или астероид такого размера, что от удара погибнет существенная часть ее населения. Это значит, что среднестатистический ребенок, который сегодня рождается в США, с большей вероятностью умрет в результате какого-нибудь астрономического события, чем разобьется на машине. Оба события маловероятны, но, если мы не создадим гораздо больше научных и технологических знаний, чем у нас есть сейчас, мы будем беззащитны перед такими и другими формами природных катастроф, которые, в конце концов, непременно произойдут. Вероятно, есть и более близкие угрозы нашему существованию, см. главу 9.

Создание автономных колоний на Луне или еще где-то в Солнечной системе и даже в системах других солнц станет хорошей защитой от вымирания нашего вида или от уничтожения цивилизации и поэтому (среди прочего) является чрезвычайно желательной целью. Как отметил Хокинг:

«Я думаю, в ближайшую тысячу лет человечество вымрет, если только не заселит космос. Жизни на одной-единственной планете много чего может угрожать. Но я оптимист. Мы сможем добраться до звезд».

«Дейли Телеграф», 16 октября 2001 года

Но даже такое развитие событий далеко не беспроблемно, а многим людям недостаточно просто знать, что выживет наш вид: они хотят выжить сами. И, как и наши самые ранние предки, они хотят, чтобы обошлось без физических угроз жизни и страданий. В будущем с успешным избавлением от различных причин страданий и смерти, таких как болезни и старение, и с увеличением продолжительности жизни человека люди станут задумываться о еще более отдаленных опасностях.

Человек всегда будет хотеть большего: он будет мечтать о прогрессе. Ведь, помимо угроз существованию, всегда будут проблемы в хорошем смысле этого слова: ошибки, пробелы, противоречивость и несостоятельность знаний, от которых нужно избавиться, включая – не в последнюю очередь – нравственные знания: знания о том, чего хотеть, к чему стремиться. Человеческое мышление ищет объяснений; и теперь, когда мы знаем, как найти их, сами мы не остановимся. Вот еще одно заблуждение, присущее мифу об Эдеме: то, что якобы беспроблемное состояние – состояние хорошее. Некоторые богословы это отрицали, и я с ними согласен: когда нет проблем, нет и творческого мышления, а это равносильно смерти.

Все эти виды проблем (связанные с выживанием, прогрессом, нравственностью, простым любопытством) связаны между собой. Например, можно ожидать, что наша способность справляться с угрозами существованию так и будет зависеть от знаний, которые изначально были созданы только ради самих знаний. Можно также ожидать, что разногласия в целях и ценностях никуда не денутся, потому что, среди прочего, нравственные объяснения частично зависят от фактов, касающихся реального мира. К примеру, моральные положения принципа заурядности и аналогии Земли с космическим кораблем строятся на необъяснимости реального мира в том смысле, в котором, согласно моим доводам, он должен быть объясним.

Надо заметить, что проблемы у нас никогда не закончатся: чем глубже объяснение, тем больше новых проблем оно создает. И так должно быть, хотя бы потому, что не может быть такого понятия, как окончательное объяснение: насколько плохо объяснение «это все боги», настолько же плохой будет любая другая предполагаемая основа для всех объяснений. Она должна легко варьироваться, потому что не может ответить на вопрос: почему эта основа, а не другая? Ничто не может само себя объяснять. Это верно и в философии, и в науке, а особенно – в нравственной философии: утопия невозможна, но только потому, что наши ценности и цели могут совершенствоваться бесконечно.

Таким образом, фаллибилизм сам по себе недооценивает подверженную ошибкам природу создания знания. Создание знаний не только подвержено ошибкам, ошибки – это обычная вещь, они важны и всегда будут важны, а их исправление всегда будет ставить перед нами дальнейшие и более удачно сформулированные задачи. Поэтому максима, которую я предлагаю высечь на камне, а именно «Биосфера Земли не способна обеспечить жизнедеятельность человека», является частным случаем более общей истины, а именно, что проблемы неизбежны. Так что давайте это на камне и высечем:

Мы неизбежно будем сталкиваться с проблемами, и если конкретная проблема должна возникнуть, она возникнет. Мы выживаем и процветаем, решая проблемы по мере их поступления. И так как возможности человека в преобразовании природы ограничены только законами физики, ни один из бесконечных потоков проблем не сможет стать непреодолимой преградой. Таким образом, еще одна и не уступающая первой по важности правда о людях и физическом мире состоит в том, что проблемы можно решить. Говоря «можно решить», я имею в виду, что это можно сделать с помощью соответствующих знаний. Это не значит, безусловно, что мы можем заполучить знания, стоит только пожелать, но в принципе они нам доступны. Давайте высечем на камне и это:

То, что прогресс и возможен, и желаем, – вероятно, наиболее значимая идея Просвещения. Она мотивирует все традиции критики, а также принцип поиска разумных объяснений. Но она допускает две практически противоположные интерпретации, и обе непонятным образом получили название «способность к совершенствованию». Первая заключается в том, что люди или их общества могут достичь состояния воображаемого совершенства, такого как нирвана у буддистов и индуистов или различные политические утопии. Вторая – в том, что любое достижимое состояние можно улучшать до бесконечности. Фаллибилизм исключает первое положение в пользу второго. Ни человеческое состояние в частности, ни наши объяснительные знания в общем никогда не будут совершенны и даже приблизительно совершенны. Мы всегда будем стоять перед началом бесконечности.

Эти две интерпретации человеческого прогресса и способности к совершенствованию исторически вдохновили появление двух широких ветвей в Просвещении, которые хоть и имеют такие общие черты, как отрицание авторитетов, настолько отличаются в важных аспектах, что совпадающее название для них весьма и весьма некстати. Утопическое «Просвещение» иногда называют континентальным (европейским), чтобы отличать его от более фаллибилистического английского, которое началось немного раньше и развивалось в совсем ином направлении. (См., например, книгу историка Роя Портера «Просвещение» (Enlightenment).) В моей терминологии приверженцы континентального Просвещения понимали, что проблемы можно решить, но не то, что они неизбежны, а последователи английского Просвещения понимали и то, и другое. Хочу отметить, что это классификация идей, а не наций или отдельных мыслителей: не все мыслители Просвещения целиком принадлежат одной ветви или другой, равно как не все мыслители соответствующего направления были рождены в одноименной части мира. Математик и философ Николя де Кондорсе, например, был французом, хотя скорее принадлежал к тому течению, которое я называю английским Просвещением, а Карл Поппер, самый ярый сторонник английского Просвещения в двадцатом веке, родом из Австрии.

Континентальное Просвещение с нетерпением ждало совершенного состояния, что привело к интеллектуальному догматизму, политическому насилию и новым формам тирании. Типичными примерами являются Великая французская революция 1789 года и последовавший за ней режим террора. Английское Просвещение, которое было эволюционным и осознавало склонность человека к ошибкам, с нетерпением ждало появления институтов, которые не подавляли бы постепенные, продолжающиеся изменения. Оно также с восторгом относилось к мелким улучшениям, не ограниченным в будущем. (См., например, книгу историка Дженни Аглоу «Лунные люди» (Lunar Men).) Я полагаю, что именно это движение было успешно в своем стремлении к прогрессу, и когда на страницах этой книги я говорю о Просвещении, я имею в виду английский его вариант.

Чтобы исследовать пределы достижимого для человечества (или людей, или прогресса), нужно рассматривать не такие места, как Земля и Луна, которые необычайно богаты ресурсами; давайте вернемся в типичное место. Земля полна материей, энергией и данными, но в межгалактическом пространстве все это представлено в минимальных количествах. Минералов там мало, над головой нет огромного ядерного реактора, дающего бесплатную энергию, на небе нет света, нет никаких явлений, которые доказали бы справедливость законов природы. Там пусто, холодно и темно.

Но так ли это на самом деле? Вообще говоря, это еще одно парохиальное заблуждение. По человеческим меркам межгалактическое пространство действительно весьма пустынно. Но в каждом из тех кубов размером с Солнечную систему содержится более миллиарда тонн материи, в основном в форме ионизированного водорода. Миллиарда тонн более чем достаточно для построения, скажем, космической станции и колонии ученых, которые будут создавать неограниченный поток знаний – осталось лишь найти того, кто знал бы, как это сделать.

Сегодня нет такого человека, которому было бы это известно. Так, для начала нужно было бы превратить часть водорода в другие элементы. Но до того, чтобы суметь собрать его из такого рассеянного состояния, нам еще расти и расти. И хотя некоторые виды трансмутаций уже стали для ядерной промышленности обычным делом, мы пока не умеем преобразовывать водород в другие элементы в промышленных масштабах. На данный момент наших технологий не хватит даже для построения простого термоядерного реактора. Но физики уверены, что это не запрещено законами физики, а раз так, то, как всегда, остается только понять, как это сделать.

Конечно, космическая станция массой миллиард тонн недостаточно велика для процветания в долгосрочной перспективе. Ее жители захотят расширения, и это не представляет принципиальной проблемы. Как только они начнут добывать из «своего» куба водород, его запасы станут восполняться из окружающего пространства, откуда станут поступать миллионы тонн водорода в год. (Также считается, что в кубе содержится еще больше темной материи, но мы не знаем, как использовать ее с пользой для себя, так что давайте в нашем мысленном эксперименте этим пренебрежем.)

А что касается холода и недостатка энергии, то, как я уже говорил, при трансмутации водорода выделяется энергия ядерного синтеза. Это вполне приличный источник, на несколько порядков величины превышающий текущее суммарное энергопотребление всего и всех на Земле. Так что в нашем идеальном кубе вовсе нет недостатка в ресурсах, как могло показаться при первом парохиальном рассмотрении.

Но как космической станции получать жизненно необходимый запас данных? Из элементов, созданных путем трансмутации, можно сконструировать научные лаборатории, как и на предполагаемой лунной базе. На Земле, на заре развития химии, чтобы сделать открытие, часто приходилось путешествовать в поисках материалов для опытов. Но благодаря трансмутации необходимость в этом отпадает, и в химических лабораториях на космической станции смогут синтезировать произвольные соединения из произвольных элементов. То же самое верно и для физики элементарных частиц: в этой области практически все может служить источником данных, потому что каждый атом – потенциальный рог изобилия частиц, которые только и ждут, чтобы проявить себя, как только кто-нибудь достаточно сильно ударит по атому (с помощь ускорителя частиц) и затем пронаблюдает за результатом с помощью правильно подобранной аппаратуры. В биологии можно синтезировать ДНК и все остальные биохимические молекулы и проводить с ними эксперименты. И хотя биологические полевые вылазки будет сложно себе представить (ведь ближайшая естественная экосистема окажется на расстоянии многих миллионов световых лет), искусственные или смоделированные в виртуальной реальности экосистемы позволят создавать и исследовать произвольные формы жизни. Что же касается астрономии, то небо там для человеческого глаза черное, как смола, но для наблюдателя с телескопом (даже современной конструкции) оно будет заполнено галактиками. В телескоп немного большего размера можно будет разглядеть в этих галактиках звезды, причем с достаточной детализацией, чтобы проверить большую часть существующих сегодня астрофизических и космологических теорий.

Но даже если забыть об этом миллиарде тонн вещества, наш куб не пуст. В нем много слабого света, а в нем потрясающее количество данных: их хватит, чтобы построить карту каждой звезды, каждой планеты и каждого спутника во всех ближайших галактиках с разрешением около десяти километров. Чтобы полностью извлечь эти все эти данные, телескоп должен быть оснащен чем-то вроде зеркала такой же ширины, как и сам куб, а для этого потребуется как минимум столько же материи, сколько нужно, чтобы построить планету. Но даже это не выходит за рамки возможного с учетом рассматриваемого нами уровня технологий. Чтобы собрать столько материи, межгалактическим ученым нужно будет всего лишь углубиться на расстояние нескольких тысяч длин ребра куба – дистанция, смешная по межгалактическим стандартам. Впрочем, вооруженные телескопом массой всего лишь миллион тонн, они уже смогут много рассмотреть с точки зрения астрономии. Легко будет увидеть, что на планетах с наклонной осью вращения есть смена времен года. Можно будет обнаружить жизнь, если она есть на других планетах, изучив состав их атмосфер. Более тонкие измерения позволят проверить теории о природе и истории жизни или разума на планете. И в любое мгновение в таком обычном кубе содержатся столь подробные данные сразу о более чем триллионе звезд и их планет.

И это только в один заданный момент! Новые данные всех упомянутых типов постоянно поступают в наш куб, так что тамошние астрономы могут отслеживать изменения на небе, как это делаем мы. А видимый свет – это лишь один очень узкий диапазон электромагнитного спектра. В куб же поступают данные и во всех остальных диапазонах: от гамма– и рентгеновских лучей и до фонового микроволнового излучения и радиоволн, а сверх того ряд частиц, известных нам как космические лучи. Короче говоря, практически все каналы, по которым мы на Земле сейчас получаем данные по любой из фундаментальных наук, в межгалактическом пространстве тоже доступны.

И они несут в себе во многом то же самое: Вселенная не просто полна данных, они повсюду в ней говорят об одном и том же. Все люди во Вселенной, поняв достаточно для того, чтобы освободиться от парохиальных заблуждений, имеют, по сути, одни и те же возможности. Это базовое единство физического мира более важно, чем все описанные мною различия между нашей средой обитания и типичной межгалактической средой: фундаментальные законы природы настолько единообразны, свидетельства о них настолько повсеместны, а связь между пониманием и управлением столь неразрывна, что независимо от того, находимся ли мы в пределах своей планеты или за сотни миллионов световых лет от нее в межгалактической плазме, мы можем заниматься такой же точно наукой и добиваться точно такого же прогресса.

Итак, воображаемое типичное место во Вселенной вполне подходит для неограниченного создания знания. А значит, для этого подходят и практически все остальные типы сред, поскольку в них больше материи, больше энергии, а данные более доступны, чем в межгалактическом пространстве. В этом мысленном эксперименте был рассмотрен наихудший случай. Возможно, по законам физики создавать знания внутри, скажем, потока излучения от квазара не получится, а может, и получится. В любом случае во Вселенной в целом комфортная обстановка для создания знаний – это правило, а не исключение. Иначе говоря, правило заключается в комфортности для людей, у которых есть соответствующие знания. А тех, у кого этих знаний нет, ждет смерть. В рифтовой зоне Восточной Африки, из которой мы все вышли, господствовали такие же правила и они господствуют до сих пор.

Как ни странно, но идеализированная космическая станция в нашем мысленном эксперименте – не что иное, как «корабль поколений», но с тем отличием, что мы сняли нереалистическое допущение о том, что его обитатели не улучшают свою среду обитания. Мы полагаем, что они уже давно решили проблему физической смерти, и поэтому «поколения» больше не являются существенными для функционирования корабля. Если оглянуться назад, концепция корабля поколений была не лучшим выбором для того, чтобы подчеркнуть хрупкость человеческой природы и ее зависимость от поддержки неизменной биосферы. Это допущение противоречит самой возможности существования такого корабля. Ведь если возможно бесконечно жить на корабле в космосе, то с гораздо большим успехом можно применить ту же технологию, чтобы жить и на поверхности Земли и продолжать добиваться прогресса, который будет все более упрощать эту задачу. И не имеет особого практического значения, разрушена биосфера или нет. Независимо от того, может ли она поддерживать жизнедеятельность других видов или нет, она определенно подходит для людей – если у них имеются соответствующие знания.

Теперь я могу перейти к важности знаний, а значит, и людей, во вселенском масштабе.

Многие вещи очевидно более важны, чем люди. Пространство и время важны, потому что они встречаются практически во всех объяснениях других физических явлений. Аналогично важны электроны и атомы. Представляется, что человечеству нет места в этой благородной компании. Наша история и политика, наука, искусство и философия, наши стремления и нравственные ценности – все это мелкие побочные эффекты взрыва сверхновой звезды, произошедшего несколько миллиардов лет назад, которые могут завтра пропасть в результате еще одного такого взрыва. Сверхновые звезды во вселенском масштабе тоже важны в некоторой степени. Но, похоже, все, что их касается, и все, что касается практически всего остального, можно объяснить, вообще не ссылаясь на людей или знания.

Однако это просто еще одна парохиальная ошибка, обусловленная нашим текущим, нетипично выгодным местом в эпохе Просвещения, насчитывающей всего несколько столетий. Возможно, в итоге люди смогут колонизировать системы других солнц и, расширив свои знания, будут управлять еще более мощными физическими процессами. Если люди живут рядом со звездой, которая может взорваться, они, возможно, захотят предотвратить этот взрыв – например, путем удаления из звезды каких-то веществ. Для такого проекта потребуется намного порядков величины больше энергии, чем ныне подвластно людям, и более передовые технологии. Но это принципиально простая задача, не требующая каких-либо шагов, которые могли бы выйти за пределы, заложенные законами физики. Так что с соответствующими знаниями этого можно достичь. Исходя из того, что нам известно, инженеры где-то еще во Вселенной уже повседневно добиваются этого. А значит, неверно и то, что свойства сверхновых звезд в общем не зависят от присутствия или отсутствия людей или от того, что эти люди знают и чего хотят.

В более общем смысле, если мы хотим предсказать, что будет делать звезда, сначала нужно выяснить, есть ли вокруг нее люди, и если есть, то какими знаниями они обладают и чего хотят достичь. За пределами наших парохиальных взглядов астрофизика неполна без теории человека, так же, как она неполна без теории гравитации или ядерных реакций. Отмечу, что этот вывод не зависит от предположения о том, что человечеству или кому-то еще удастся колонизировать галактику и научиться управлять какими-либо сверхновыми звездами: предположение о том, что им это не удастся, – это также теория о будущем поведении знания. Знание – важное явление во Вселенной, ведь, чтобы сделать предположение о практически любом явлении в астрофизике, нужно определиться, какие типы знания будут или не будут присутствовать в окрестности рассматриваемого явления. Таким образом, во всех объяснениях того, что происходит в физическом мире, знания и люди присутствуют, пусть и неявно.

Но знание важнее всего этого. Рассмотрим любой физический объект, например, планетную систему или кремниевый микрочип, а затем рассмотрим все преобразования, которые физически могут с ним произойти. Например, микрочип можно расплавить и дать ему застыть в другой форме или превратить его в чип с другим набором функций. Планетная система может разрушиться, если ее звезда станет сверхновой, на одной из ее планет может образоваться жизнь, или она может трансформироваться путем трансмутации и других футуристических технологий в микропроцессоры. Так или иначе, класс преобразований, которые могут произойти самопроизвольно – в отсутствие знаний, – пренебрежимо мал по сравнению с тем классом, который могли бы осуществить искусственным образом разумные существа, которым бы эти преобразования были выгодны. Так что объяснения практически всех физически возможных явлений сводятся к тому, как нужно применить знания, чтобы эти явления произошли. Если вы хотите объяснить, как объект мог бы достичь температуры десять градусов или миллион, можно ссылаться на спонтанные процессы и не упоминать людей явно (даже несмотря на то, что большая часть процессов при таких температурах может протекать только при участии людей). Но если вы захотите объяснить, как можно было бы охладить объект до одной миллионной доли градуса над абсолютным нулем, вам не обойтись без подробного объяснения того, что должны сделать для этого люди.

И это только малая часть. Мысленно перенеситесь из нашей воображаемой точки межгалактического пространства в другую, как минимум в десять раз дальше. Теперь мы окажемся внутри одного из джетов – потоков излучения квазара. Как там все устроено? Словами это едва ли получится передать: наверное, это все равно что увидеть взрыв сверхновой звезды в упор, причем за миллионы лет сразу. Время выживания человеческого тела будет измеряться в пикосекундах. Как я уже говорил, неясно, может ли, согласно законам физики, там развиваться знание, не говоря уже о системе жизнеобеспечения людей. Эта среда отличается от доставшейся нам по наследству настолько, насколько это только возможно. Законы физики, которым она подчиняется, не имеют ничего общего с эмпирическими правилами, которые когда-либо были заложены в генах наших предках или в их культуре. Но сегодня человеческий мозг достаточно детально представляет, что там происходит.