Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира

Если симметрия – столь обманчивая спутница теории, в каких же случаях ей можно доверять? Один из немногих принципов, которыми можно руководствоваться, в 1894 году предложил физик Пьер Кюри, чьи совместные с женой Мари работы по радиоактивности принесли им обоим Нобелевскую премию. Принцип симметрии Кюри гласит: «Когда определенные эффекты демонстрируют заданную асимметрию, эта асимметрия должна быть и в причинах, вызвавших эти эффекты». Другими словами, если большинство людей правши, следовательно, правшами их сделала некоторая асимметрия, их асимметрия не возникает из ниоткуда. Однако даже с принципом Кюри нужно обращаться с осторожностью. Подумайте о флуктуирующей асимметрии. У половины из нас первый резец немного больше с правой стороны, а у другой половины – с левой. Теперь, если мой правый резец чуть больше, должна ли существовать какая-то асимметричная причина, которая привела к этому, и если да, то была ли у этой асимметричной причины своя асимметричная причина и так далее, вплоть до самого начала Вселенной? Ясно, что нет, поскольку нелепо предполагать, что асимметрия моих зубов была определена сразу после Большого взрыва. При флуктуирующей асимметрии происходит нарушение симметрии. Система по своей сути симметрична, но в этом случае она теряет симметрию. Проблема лучше всего объясняется через столь любимого философами буриданова осла[546].

Жан Буридан был ректором Сорбонны в Париже в 1328 и 1340 годах. Говорят, что ему пришлось записать прославившую его краткую заметку об осле на полях своего экземпляра работ Аристотеля. Буридан задался вопросом – что произойдет, если осел окажется между двумя совершенно одинаковыми охапками сена? Поскольку охапки совершенно одинаковы, у осла не будет никакой причины, чтобы предпочесть какую-то одну, и в конечном счете он умрет с голоду. Ситуация совершено симметрична. А так как логика запрещает ослу есть сено одновременно из двух охапок, он обречен не съесть ни одной[547].

Конечно, здесь что-то не так, потому что даже самый логичнейший из ослов голодать не станет, но что именно? Ситуация, в которой оказался осел, симметрична, но не устойчива – почти как карандаш, поставленный вертикально. Пока он стоит на столе, он демонстрирует идеальную радиальную симметрию. Но легкое движение воздуха, случайный толчок стола – и карандаш падает, теперь являя собой лишь двустороннюю симметрию. Радиальная симметрия карандаша разрушена и редуцировалась до двусторонней. Но представьте, что такой опыт проделан тысячи раз, и в каждом случае отмечается, в каком направлении падает карандаш. Если в комнате нет сквозняка и никто не стучит по столу с определенной стороны, равно вероятно, что карандаш может упасть в любом направлении. Нарисуйте схему направлений падения карандаша – и в итоге они расположатся примерно по кругу. Иными словами, радиальная симметрия по-прежнему присутствует, но лишь во множестве всех возможных направлений падения карандаша. То же самое и с буридановым ослом. Из-за крошечного отклонения осел окажется чуть ближе к одной из охапок сена, и она покажется ему чуть привлекательнее. Симметрия нарушена, и у осла есть все основания начать есть ту охапку, которая ближе. Точно так же ближе могла оказаться противоположная. Поместите тысячу ослов между парой тысяч одинаковых охапок сена. И половина предпочтет правую, половина левую. И никто не останется голодным. Ситуация сохраняет изначальную симметричность. Но только во множестве возможных исходов – это получило название «расширенный принцип Кюри». Так же объясняется и флуктуирующая асимметрия наших челюстей: у половины из нас более крупный резец слева, у половины – справа, но в популяции в целом сохраняется симметричность. Поэтому иногда за индивидуальной асимметрией скрывается симметричное начало[548].