Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности

Дзеньё: Мир так стар. Почему же кухня до сих пор не покрылась пылью?

Повар: Возможно, порядок образуется из беспорядка?

Дзеньё: Что же, кухня сама себя чистит?

Повар: Именно так, когда я в кухне.

Дзеньё: Но куда девается грязь?

Повар: За сараем множество мест, куда можно вылить грязную воду.

Дзеньё: Так вот она где! А откуда появляется твой завтрак?

Повар: Из солнечного света и дождя.

Дзеньё: А почему Солнце светит?

Повар: Потому что оно было так создано.

Дзеньё: А кто породил Солнце?

Повар: Вселенная.

Дзеньё: А кто наводит порядок во Вселенной?

Дрова превращаются в пепел, но пепел не может превратиться в дрова.

Эйхэй Догэн

Ваш стол постепенно захламляется, кухня почти всегда нуждается в уборке. Автомобили разбиваются, мосты падают. Даже и сейчас, когда вы читаете эти строки, ваше тело стареет. Оно болеет, оно когда-нибудь умрет. Мы все подвержены распаду и гниению. Но полный хаос, однако же, не наступает: кухню убирают, автомобили собирают и чинят, мосты реконструируют, детей рожают.

Почему кухня никогда не самоочищается? И каким образом, раз она этого не делает, она все-таки оказывается чистой? Ведь убирающий ее человек тоже подвержен распаду! И если все распадается, то почему мир не дошел до состояния полного хаоса уже давным-давно? Существуют ли исключения в этом законе всеобщего разложения? И если да, то какие? А если нет, то как в мир вносится порядок? Скоро мы с вами увидим, что эти важные вопросы затрагивают некоторые фундаментальные основы физики, а также огромные масштабы пространства и времени.

Начнем с кухни. Что означает «навести на ней порядок»? Это означает, что вся посуда убрана в шкаф, а не раскидана по столешнице, что рис помещается на нужной полке, пол помыт, а стол чист. Беспорядок же в кухне означает, что вся утварь не находится на правильных местах. Посмотрим с другой стороны. Есть невероятное множество способов разместить в кухне тарелки, специи, кастрюли и продукты, но только очень немногие из них придают кухне убранный вид. Порядок — специальное свойство, и его очень легко утратить.

Точнее сказать, мы можем представить, что пронумеровали все конфигурации кухни, — то есть все возможные способы разместить тарелки, кувшины, кастрюли и прочую утварь. Теперь предположим, что каждой такой конфигурации мы присвоили описывающее ее определение: «отлично убранная», «неплохо убранная», «некоторый беспорядок» и «ужасный беспорядок». Совершенно ясно, что эти четыре градации перечислены в порядке увеличения числа включенных в них наших кухонных конфигураций.

Теперь представим, что кухня находится в одном из состояний категории «неплохо убранная», и допустим, что на нее действует некая сила, которая переставляет вещи независимо от наших определений. (Вы могли бы вообразить ряд случайных сил, переставляющих предметы, в порядке возрастания их разрушительной способности, например: землетрясение — ураган — четырехлетний ребенок.) Вы скоро увидите, что под действием этой внешней силы кухня с очень высокой вероятностью перейдет в категорию «некоторый беспорядок», а потом «ужасный беспорядок». Возможно, правда, что по чистой случайности кухня станет более убранной, но это крайне маловероятно.

Тенденция системы спонтанно становиться «беспорядочной» — это так называемый второй закон термодинамики в действии. Физики формулируют второй закон в терминах энтропии: «Энтропия в замкнутых системах не уменьшается». Но что такое энтропия? Физики используют ряд сбивающих с толку определений, которые, впрочем, можно свести к двум основным. Первое (ко второму мы вернемся позже) можно назвать энтропией беспорядка или просто беспорядком; это понятие было введено Людвигом Больцманом в девятнадцатом веке, и оно очень хорошо подходит к нашему обсуждению беспорядка на кухне.