Наука Плоского Мира

Может ли целая Вселенная создавать свои собственные законы по мере развития? Мы уже пару раз высказывали эту мысль, пришло время выяснить, как такое возможно. Сложно представить, как могут «существовать» правила поведения материи, когда нет самой материи, а есть только излучение — именно так обстояло дело в начале Большого Взрыва. Фундаменталисты скажут, что эти правила всегда неявно присутствовали в Теории Всего и проявились, когда возникла материя. Интересно, мог ли тот «фазовый переход», который создал материю, одновременно создать и правила ее поведения.

Возможно, это не так в физике, но биология — это совсем другое дело. До того, как появились живые организмы, не могло быть никаких правил эволюции.

Вот более обыденный пример: представьте себе камень, который катится по ухабистому склону, скользит по траве, беспорядочно отскакивает от больших валунов, шлепается в грязную лужу и, наконец, останавливается, ударившись о ствол дерева. Если прав фундаменталистский редукционизм, то каждый аспект движения камня, включая очертания помятой травы, форму всплесков грязи и причина, по которой дерево выросло именно там, а не где-нибудь еще, является следствием единой системы правил, или Теории Всего. Камень «знает», как нужно катиться, скользить, отскакивать, шлепать и останавливаться, потому что Теория Всего указывает ему, что нужно делать. Более того: поскольку Теория Всего верна, камень сам следует по цепочке логических выводов в процессе своего движения вдоль склона. В принципе, можно предсказать удар камня о конкретное дерево, просто сделав необходимые выводы из Теории Всего.

В причинно-следственной картине, которую рисует подобная точка зрения, любое явление происходит только потому, что так гласит Теория Всего. Альтернативный взгляд предполагает, что Вселенная делает то, что ей заблагорассудится, а камень в некотором смысле изучает возможные последствия. Он не «знает» о том, что будет скользить по траве до тех пор, пока не упадет на нее и не обнаружит, что скользит. Он не «знает», как шлепнуться так, чтобы грязь полетела во все стороны, но когда он падает в лужу, именно это и происходит. И так далее. А потом люди, увидев поведение камня, начинают искать закономерности. «Так, он скользит, потому что трение устроено так… Законы гидродинамики говорят нам, что грязь будет разлетаться именно так…»

Мы знаем, что эти человеческие правила — всего лишь приблизительные описания, поскольку именно для этого мы их и придумали. В грязи, например, есть комки, которые гидродинамика в расчет не принимает. Трение — это довольно сложное явление, при котором молекулы склеиваются вместе и снова разделяются, однако по большей части мы можем описать его в виде силы, противодействующей движению при контакте с поверхностью. Из-за того, что наши теории приблизительны, мы испытываем огромную радость, когда более точные результаты удается вывести из какого-нибудь общего принципа. Мы должны проявлять осторожность, чтобы не упустить из виду разницу между двумя выводами: «правила новой теории ближе к настоящим правилам Вселенной» и «результаты новой теории точнее соответствуют действительности». Первый вывод неверен: мы можем получить более точное описание, даже если наши правила отличаются от того, что на самом деле происходит во Вселенной. Может оказаться, что настоящее поведение Вселенной не имеет ничего общего с соблюдением четких и строгих правил.

Существует большая разница между простой формулировкой Теории Всего и пониманием ее последствий. Это хорошо видно на примере некоторых математических моделей. Одной из простейших является Муравей Лэнгтона, восходящая звезда в мире компьютерных программ. Муравей перемещается по бесконечному полю, состоящему из квадратных ячеек. Когда он посещает очередной квадрат, тот меняет цвет с черного на белый или наоборот. Если муравей оказывается на белом квадрате, то поворачивает направо, если же на черном — налево. Таким образом, нам известна Теория Всего для Вселенной муравья, иначе говоря, правило, которое полностью определяет ее поведение в мелком масштабе — а все остальное в этой Вселенной «объясняется» с его помощью.

Отправив муравья в путешествие, можно наблюдать три различных варианта поведения. Даже не будучи математиком, их можно легко заметить. Какая-то часть нашего разума позволяет нам чувствовать разницу, и это не имеет никакого отношения к самому правилу. Правило все время одно и то же, но на практике мы наблюдаем три различных фазы:

• Простота. Начав с полностью белого пространства, муравей в течение первых двух-трех сотен ходов создает небольшие узоры, которые очень просто устроены и обычно симметричны. А вы смотрите и думаете: «Ну конечно, у нас есть простое правило, значит, и все узоры будут простыми, и наверняка есть простой способ описать все происходящее».

• Хаос. В какой-то момент вы неожиданно осознаете, что картина изменилась.