Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности

Если речь идет о теориях, то (по крайней мере у физиков) обычно имеется в виду наличие между ними особых, двойственных отношений. Предположим, есть две теории: F («фундаментальная») и D (та, которую можно «вывести»). Обе теории каким-то образом описывают одну и ту же систему. Дальше предположим, что, выбрав теорию F, мы устанавливаем и определяем теорию D: если вы точно определили теорию F, другой теория D быть не может. Затем предположим, что число составляющих, структур, соотношений и т. д. в теории F гораздо меньше, чем в D: теория F проще и элегантнее. Если все это выполняется, теорию F называют «более фундаментальной», чем теория D.

Часто используемый пример — квантовая теория электронов, протонов и нейтронов (теория F) и периодическая система элементов (теория D). После того, как выбраны эти три типа частиц и характер взаимодействия между ними, элементы заданы. Например, есть элемент с 2 протонами и 2 нейтронами (гелий), но нет элемента с 56 протонами и 2 нейтронами: квантовая механика предсказывает абсолютную нестабильность такого элемента. При этом несколько свойств данных трех частиц и небольшое число уравнений, описывающих их поведение, в совокупности гораздо проще большой сложной таблицы элементов, каждый из которых обладает большим количеством свойств.

С другой стороны, можно до хрипоты спорить (например, с голландским торговцем), являются ли самыми фундаментальными «законы» человеческой природы, характер народа или законы (в буквальном смысле) общества. Ясно, что есть два типа отношений между социальными, эстетическими и другими умонастроениями группы людей и законами и социальными институтами, ими созданными. И те, и другие существенно воздействуют друг на друга. Общество сильно влияет даже на природу человека, причем не только пока он жив, но и на генетическом уровне. Создание языка как средства коммуникации сильно повлияло на наше биологическое устройство. Язык способствовал развитию сельского хозяйства, охоты, миграционных процессов, появлению городов, технологическому развитию и так далее.

Итак, может показаться, что и впрямь есть некие более фундаментальные уровни описания (например, описание на языке атомов), — но в какой-то момент (возможно, когда речь заходит о биологии) иерархия уровней становится менее очевидной.

Хотя если покопаться глубже, то все не так ясно даже в случаях, кажущихся очевидными. Например, если свойства атомов заданы, то они определяют устройство периодической таблицы. Но можно ли действительно изменить основы химии без изменения свойств атомов? Нет! Если нам предоставят неопровержимые доказательства отличия химических реакций от тех, которые должны протекать согласно современной теории, мы не можем просто пожать плечами и сказать: «Квантовая теория и свойства частиц (теория F) определяют химию (теорию D), но химия не определяет квантовую теорию». Поскольку если теория F определяет D, она же определяет, чем D не является! Поэтому мы будем вынуждены внести какие-то изменения в F, чтобы создать новую теорию, включающую наше новое знание о теории D. На самом деле это именно то, что мы делаем, тестируя «фундаментальные» теории. Но если это так, следует признать, что, хотя достоинством теории F является ее большая простота, она не более детерминирована, чем теория D.

Более того: явный детерминизм часто игнорирует весьма важные элементы. Рассмотрим биологические законы наследственности, которые формулируются на языке генов, хромосом, воспроизводства и так далее. Ясно, что здесь важнее всего химия. Но эти законы генетики почти наверняка нельзя вывести, взяв за основу законы химии (или атомной физики). Использование ДНК, схемы кодирования аминокислот (левосторонних, а не правосторонних), спаривание хромосом и половая принадлежность — эти и подобные процессы и свойства в очень большой степени исторически детерминированы. Да, они хорошо «работают», но практически наверняка есть и другие «решения», при которых законы генетики и наследственности были бы совсем другими. Таким образом, чтобы перейти от казавшейся «фундаментальной» химии к «менее фундаментальной» генетике, требуется большое количество вспомогательной исторической информации. Как эта информация вписывается в нашу схему? Если добавить ее к «фундаментальному» описанию с помощью химии, результат уже не кажется простым. Кроме того, при имеющихся законах генетики может оказаться, что довольно трудно подобрать другой набор химических законов или законов атомной физики, приводящих к тем же законам генетики независимо от эволюционной истории. Итак, по-видимому, здесь детерминизм скорее указывает на другой путь от предположительно «менее фундаментального» к предположительно «более фундаментальному»!