Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной

Дальнейшим усовершенствованием паровой машины Тревитика занимались Джордж Стефенсон (1781–1848) и его сын Роберт (1803–1859), которые считаются создателями первых паровозов, ставших настоящим «локомотивом» промышленной революции. Благодаря новым машинам произошел небывалый подъем промышленного производства. В одной только Великобритании ежегодная добыча угля возросла с 20 миллионов тонн в 1820 году почти до 300 миллионов тонн в начале следующего столетия. Аналогичная картина наблюдалась и в сельском хозяйстве: после нескольких веков застоя благодаря механизации урожайность стремительно выросла. Промышленная революция показала, что развитие и рост производительности напрямую связаны с научно-техническим прогрессом[320]. Безусловно, как и в эпоху Возрождения или Реформации, переход экономики на новые рельсы был обусловлен целым рядом причин: развитием капитализма и империализма, неограниченным доступом к угольным ресурсам, дешевой рабочей силой, возможностью импортировать иностранные технологии даже из таких далеких стран, как Китай, расширением рынков сбыта и перспективами быстрого обогащения за счет работорговли. Однако при этом немаловажную роль играло внедрение изобретений, главным образом таких, как разные виды паровых двигателей и машин, причем увеличение эффективности производства стало возможным благодаря использованию моделей, созданных на основе чертежей и расчетов, подтверждавших простые законы, открытые Бойлем, Ньютоном, Карно или Больцманом.

Теоретические знания находят подтверждение в моделях. Модель воспроизводит устройство и принцип работы машины на языке геометрии и математики. Модели могут быть довольно простыми, как схема паровой машины Ньюкомена 1712 года, наглядно демонстрирующая, как «давление воздуха» по Бойлю приводит в движение поршень насоса. Все их объединяет одна особенность, определяющая их полезность: единичные улучшения по принципу положительной обратной связи способствуют существенному росту эффективности в целом. Однако без бритвы Оккама модели бесполезны.

Представьте себе, что вы решили сконструировать паровую машину, используя модель, созданную на основе учения Мора, в котором вездесущий «знающий дух» действует от имени Бога. Что бы вы стали делать, чтобы усовершенствовать ее? Обратились бы за помощью к «знающему духу»? Когда вы поймете, что это бесполезно, вам не останется ничего другого, кроме как пойти медленным, но проверенным путем проб и ошибок, благодаря которому появлялось все новое на нашей планете, включая саму жизнь. Однако все изменилось, когда ученые и изобретатели начали использовать модели, подтверждающие теории и законы, то есть те модели, которые, по словам Бойля, «должны быть максимально простыми, по крайней мере, в них не должно быть ничего хоть сколько-нибудь избыточного». Имея в своем распоряжении модели, в которых бритва отсекла все лишнее, ученые могли прогнозировать изменения, способные повысить эффективность. В том случае, если прогноз подтверждался, инженер понимал, что выбрал хорошую модель, если нет, он продолжал вносить изменения, пока не добивался соответствия прогнозируемым данным и не получал желаемого результата. Усовершенствованная таким образом модель становилась основой дальнейшего прогресса. Схема положительной обратной связи обеспечила переход технологического прогресса с линейного уровня, в рамках которого действовал метод проб и ошибок, на качественно новый уровень экспоненциального роста, который характерен для современной науки.

Прежде чем двигаться дальше, я предлагаю вернуться к известному опыту Румфорда. Мы уже получили представление о том, как механическая сила Ньютона запускала весь процесс передачи движения и теплоты от лошади на вращающееся колесо, сверло, пушечный ствол и воду, однако мы упустили один жизненно важный элемент в этой цепи причин и следствий: саму лошадь. Как движения лошади запускают весь процесс? Что заставляет лошадь двигаться? Можно ли объяснить законами механики Ньютона движение лошадей, других животных, растений и микробов? В свое время Декарт высказал предположение о том, что животные – те же механизмы, однако большинство ученых-биологов XVIII века скептически относились к этому заявлению и считали, что законы Ньютона не распространяются на движения живых существ, которые подчиняются жизненным силам природы, способным одушевлять их. Чтобы объяснить, как это происходит, мы отправляемся на необычную рыбалку с лошадьми.

Часть III Принцип бритвы в живой природе

13 Искра жизненной силы