Уставы небес, 16 глав о науке и вере

Целью стремлений ряда поколений ученых после Ньютона был список, по возможности короткий, самых-самых главных законов - нечто вроде Моисеевых Десяти Заповедей для природы. Правда, более или менее успешно эту программу удавалось реализовать только в области физики. Законы химии (скажем, Периодическая таблица Менделеева, представления о валентности) действуют скорее как тенденции; во всяком случае, количественная точность их предсказаний несопоставима с точностью, с которой работают физические законы, например, закон сохранения заряда (точность 10[-20]) или принцип эквивалентности инертной и гравитационной массы (точность выше 10[-12]). Разумеется, сказанное относится не ко всем законам физики. Английский математик Р. Пенроуз в "Новом разуме императора" выделяет класс "великолепных" (superb) физических теорий, законы которых и имеют такую высокую точность. Это - евклидова геометрия (как физическая теория, описывающая свойства реального пространства), классическая механика (применимая для "обычных" тел, движущихся со скоростями, много меньшими скорости света), теория относительности, квантовая механика и квантовая электродинамика. В то же время многие важные физические законы выполняются лишь приближенно. Из многочисленных законов сохранения (и связанных с ними принципов симметрии, см. гл.13) некоторые считаются точными и универсальными (законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, уже упоминавшийся закон сохранения электрического заряда), другие выполняются лишь в определенных процессах (скажем, закон сохранения четности, то есть симметрия правого и левого, нарушается так называемыми слабыми взаимодействиями), третьи вообще носят грубо приближенный характер ("нарушенные" симметрии в физике элементарных частиц). Следующий отрывок, помимо вопросов науки, косвенно затрагивает и теологическую проблему несовершенства и зла в мире (см. гл.2).

Нас всегда тянет рассматривать симметрию как некоторого рода совершенство. Это напоминает старую идею греков о совершенстве кругов. Им было даже страшно представить, что планетные орбиты не круги, а почти круги. Но между кругом и почти кругом разница немалая, а если говорить об образе мыслей, то это изменение просто огромно... Если бы пути планет были действительно кругами, то проблема не требовала бы пространных объяснений они просты. Но поскольку эти пути только почти круглые, то объяснить нужно очень многое. Результат же превращается в большую динамическую проблему, и теперь нам нужно объяснить, привлекая приливные силы или что-то еще, почему они приблизительно симметричны...

В японском городе Никко есть ворота, которые японцы называют самыми красивыми воротами страны... Это необычайно сложные ворота, со множеством фронтонов, изумительной резьбой и большим количеством колонн, на основании которых вырезаны драконьи головы, божества и т.д. Но, приглядевшись, можно заметить, что в сложном и искусном рисунке на одной из колонн некоторые из его мелких деталей вырезаны вверх ногами. В остальном рисунок полностью симметричен... Как говорит предание, это было сделано для того, чтобы боги не заподозрили человека в совершенстве... Мы можем, вообще говоря, подхватить эту мысль и сказать, что... боги сотворили свои законы только приближенно симметричными, чтобы мы не завидовали их совершенству! (Фейнмановские лекции по физике, вып. 3-4, М.: Мир, 1976, с.492)

Все это, в общем, не противоречит кардинальной идее европейской науки о том, что законы тем точнее и совершеннее, чем они ближе к "основам". Грубо приближенный характер законов химии и биологии, по сравнению с точностью физических теорий класса "superb", принято объяснять их недостаточно фундаментальным характером. Предполагается, что законы химии сводятся к более фундаментальным законам квантовой механики и электродинамики: современные методы расчета электронной структуры в принципе позволяют объяснить все закономерности образования химических соединений из атомов. Такое объяснение должно вести к большему пониманию и демистификации химических процессов, которые раньше казались совершенно таинственными.

Повседневный опыт показывает, что если кислород соединить в известных пропорциях с водородом, то получается вода, а если с азотом - воздух. Но ведь это явно невозможная вещь. С чего это из кислорода и водорода быть воде? ... Химия есть наука о разлитом в природе бесконечном произволе, о том, что что угодно происходит из чего угодно. И только одно ограничение: угодно не нам, которые химию изучают, а кому-то или чему-то, чего мы и по имени назвать не умеем... Откуда эта неумолимая принудительность научной истины или даже опытной истины? (Л.Шестов, Афины и Иерусалим)

Впрочем, в действительности при реальных попытках расчета химических процессов исходя из законов квантовой механики используется огромное количество приближений, которые сами по себе нуждаются в объяснении и выглядят иногда не менее загадочными, чем само объясняемое явление например, так называемое приближение локального функционала электронной плотности, и т.д.