Как понять все «Бог не играет в кости»,...

Как понять все

«Бог не играет в кости», — сказал Альберт Эйнштейн, человек-цитата. И всё запутал. Высказывание классика вонзилось в мягкие части популярной культуры и до сих там сидит воспалённой занозой. Во-первых, в бога Эйнштейн, разумеется, не верил. Бог — удобная метафорическая конструкция. Во-вторых, в контексте вопроса, о котором шла речь, Эйнштейн ошибался. Бог-таки действительно играет в кости. Ну или по крайней мере так теперь считают почти все, кто разбирается в вопросе.

Эйнштейн писал в письме другому немецкому физику Максу Борну, что бог не играет «в кости со вселенной», в знак протеста. Дело было в 1926 году. Сам Эйнштейн был уже пять лет как Нобелевским лауреатом. Борн получит Нобелевскую премию в 1955 году ровно за то, что так раздражало Эйнштейна.

На момент написания гневного письма никто не спорил с тем, что всё большое и тяжёлое состоит из маленького и лёгкого — из элементарных частиц. Проблемы были с осмыслением того, что именно это маленькое и лёгкое из себя представляет. Серия экспериментов начала XX века показывала довольно однозначно, что элементарные частицы размазаны в пространстве и времени: они занимают какое-то конкретное место, только если их пытаться ловить приборами. Как будто бог не знает, где что лежит, а играет в кости каждый раз, когда вы пытаетесь что-то найти.

Само по себе это наблюдение — факт, хоть и сильно здесь упрощённый. Но вот как его понимать — вопрос, до сих пор однозначно не решённый.

Борн, которому Эйнштейн писал своё гневное письмо, представлял лагерь физиков, чьё видение вопроса в конечном итоге стало мейнстримом.

Частицы, из которых всё состоит, это на самом деле не частицы, а нечто иное, для чего у нас, людей, нет специальных слов. Волны вероятностей.

Вспомните модель атома из школьного учебника физики, где электрон вращается вокруг ядра с протонами и нейтронами, как Земля вокруг Солнца. Согласно фактически принятой сегодня Копенгагенской интерпретации квантовой механики, электрон — не вращающаяся планета, а как бы вероятностная оболочка сложной формы, обёрнутая вокруг ядра. Замкнутая волна потенциальных возможностей существования. Электрон не летит по конкретной траектории, а одновременно существует везде, но только с определённой вероятностью. То, что мы называем частицами и считаем чем-то вроде маленьких летающих камушков, на самом деле как бы состоит из вероятности.

Это сложно представить, потому что на первый взгляд это полный бред. Эйнштейн считал, что это не объяснение, а халтура, затычка философской дыры: мы не можем объяснить, почему у нас такие странные показания приборов, поэтому добавляем в уравнения эдакий коэффициент необъяснимости и говорим, что теперь всё сходится.

В чём, собственно говоря, состоял спор?

Эйнштейн пытался опровергнуть эксперименты. Он не ставил под сомнения данные. Спор был не о данных, а об их осмыслении.

Почему частицы выглядят размазанными — потому что метафорический бог создал их фундаментально размазанными или потому что мы чего-то не понимаем? Эйнштейн считал, что понимания нет, потому что поведение частиц не предсказать. Нильс Бор, Эрнест Резерфорд, Макс Борн и другие считали, что в непредсказуемости и заключается объяснение. Копенгагенская интерпретация — это не экспериментальные данные, а философская идея.

Игра в знание

XX век получился тематической вечеринкой по постановке мира с ног на голову.

Вечеринка удалась. Квантовая механика с её переосмыслением понятия существования — пожалуй, чемпион. Недалеко ушёл и сам недовольный Эйнштейн с теорией относительности, по которой выходит, что пространство и время можно вязать узлом, масса — это энергия, а полёты со скоростью света — отличный способ омолодиться. Для разнообразия уроки физики перемежались уроками военного дела. В первый из них народы въехали в эполетах на коне, а выехали в противогазе на танке. Во второй влетели на самолёте, а вылетели на атомной бомбе. Неожиданно выяснилось, что теоретически убить можно вообще всех. Остаток столетия мы потратили на подготовку к третьему уроку. Ради этого мы впервые за четыре миллиарда лет существования жизни на земле выбрались за пределы планеты и скопили достаточно вооружения для превращения в пыль небольшой галактики.

Не отставали от переворачивания мира и медицина с биологией.
Сначала стало понятно, что всех людей в мире не прокормить, потому что не хватает удобрений. Затем оказалось, что удобрения можно делать из воздуха. Без этого планетарного хака треть сегодняшнего населения умерли бы от голода.

Помимо голода, человечеству, как выяснилось, угрожают полчища микроскопических злобных существ, которыми кишит всё, везде, всегда. До учёных это стало доходить в конце XIX века, но по-настоящему народная микробофобия расцвела в XX-м. Вместе с новым врагом появилось и новое оружие — антибиотики. Война за судьбу человечества переехала одновременно в космос и в микромир. Список переворачиваний мира можно продолжать очень долго.

Научные откровения — это любопытный зверь. С одной стороны, наука стоит на передовой интеллектуального развития человечества. С новым знанием мы вслед за ней переосмысливаем мир и выходим на новый этап развития. С другой стороны, кто такие мы? В случае с квантовой механикой, это последние три-четыре поколения профессиональных физиков. Вот это люди, которые действительно что-то там поняли и куда-то там вышли. А остальные «мы» так, узнали любопытный факт.

Узнать и понять — не одно и то же. Знаниям можно обучить, но понимание можно только обнаружить. Самому.

Наука питается новыми знаниями, но движется вперёд новым пониманием этих знаний. Чем дальше она продвигается — тем больше знаний нужно для понимания. Чем больше знаний нужно — тем меньше людей ими обладает.

Человечество в целом, как команда, за последние десятилетия поняло вселенную лучше, чем кто-либо когда-либо в истории жизни на Земле. Но это понимание распределено среди разрозненных горсток специалистов по квантовой механике, астрофизике, популяционной генетике или нейрофизиологии. Специалист — это тот, кто понимает то, что знает. Остальные обычно в лучшем случае знают.

Бар-мицва человечества

Знаменитая книга британского зоолога Ричарда Докинза «Эгоистичный ген» открывается следующим образом: «Разумная жизнь на планете становится взрослой, когда она впервые додумывается до причины своего существования. Если бы превосходящие нас существа из космоса посетили Землю, первый вопрос, который они бы задали, чтобы оценить уровень развития нашей цивилизации, был бы: „Открыли ли они уже эволюцию?“».

Об этом состоит, на мой взгляд, самый главный исторический результат XX века. Мы поняли, откуда всё взялось и что оно значит.

По крайней мере в общих чертах.

Раньше всё было просто и понятно: пришёл волшебный дядя и создал. Теперь без поллитра не разберёшься. Мир появился в результате взрыва, который продолжается до сих пор и который можно услышать, если взять антенну и направить её в небо. Жизнь появилась из молекул, которые однажды научились копировать сами себя и с того момента не прекращали этого делать. Всё живое на планете происходит от одного микроскопического предка. Небольшая часть потомков этого предка доросла до огромных размеров и придумала специальные клетки, чтобы соединять разные части тела электрическими сигналами. Человеческий разум — это те же самые электрические сигналы, пульсирующие в самой сложной машине вселенной.

Эволюцию человечество, действительно, открыло — можно праздновать если не совершеннолетие, то по крайней мере бар-мицву. Мы даже в какой-то мере просветили об эволюции население планеты, чего не скажешь о квантовой механике. Средний землянин, заканчивающий среднее учебное заведение в среднем государстве, по крайней мере слышал про естественный отбор и даже что-то про гены и может быть про мутации. Но вот по опросам выходит, что как-то плохо слышал. Половина нашей страны считает, что гены содержатся только в генетически модифицированных продуктах, а ещё половина считает, что человек произошёл не от животных, а, видимо, из волшебного эфира. Мне очень хочется верить, что это по крайней мере одна и та же половина.

Загвоздка, простите за каламбур, в понимании понятия понимания. Знание — это информация, которую вы можете воспроизвести. Понимание — это включение знания в систему других знаний. Обнаружение логических, метафорических, ассоциативных, эмоциональных взаимоотношений между новым знанием и остальной моделью реальности, построенной на предыдущих знаниях. Чтобы знания стали пониманием, их нужно годами втирать себе в мозг.

Знания у всех разные. Модели реальности, соответственно, тоже. Поэтому и результат втирания знаний в мозг — понимание — имеет разные пределы.

Если ваша модель реальность состоит из работы, дома и магазина, то знание о теории относительности или об эволюционной генетике с него будет свисать бесполезным украшением, пыльным орнаментом, который можно при желании выкинуть и заменить иконой Николая Чудотворца — ничего не изменится.

Чтобы знание — о происхождении жизни на Земле, например — стало полноценным пониманием, модель реальности должна включать в общих чертах четыре миллиарда лет истории планеты и миллионы ныне существующих видов животных, растений, грибов, протист, бактерий и архей. Чтобы понять что-то одно, короче говоря, надо знать всё остальное. Сколько людей знает, кто такие протисты?

Краткий курс понимания

Желание понимать реальность заложено в нас от рождения. Мы все хотим замкнуть свою картину мира в единую, цельную систему причинно-следственных связей. Исторически для такого замыкания использовалась идея бога. Это самый простой и эффективный способ одним махом заткнуть все философские дыры. Почему всё так, как есть? Потому что так сказал тот самый волшебный дядя и велел прекратить спрашивать.

Наука — это гораздо более сложный способ, потому что затыкание философских дыр в ней требует новых знаний, а новые знания открывают новые философские дыры. Так продолжается очень долго, возможно — бесконечно.

Научное знание — это не решение проблемы, а
How to understand everything

“God doesn't play dice,” said Albert Einstein, the human quote. And he confused everything. The classic's utterance pierced the soft parts of popular culture and still sits there as an inflamed splinter. First, Einstein, of course, did not believe in God. God is a convenient metaphor. Second, in the context of the question in question, Einstein was wrong. God really does play dice. Well, or at least so now almost everyone who understands the issue thinks so.

Einstein wrote in a letter to another German physicist, Max Born, that God does not play "dice with the universe" in protest. It was 1926. Einstein himself had been a Nobel laureate for five years. Bourne will receive the Nobel Prize in 1955 for exactly what irritated Einstein so much.

At the time of writing the angry letter, no one argued that everything big and heavy consists of small and light - of elementary particles. The problems were with comprehension of what exactly this small and light is. A series of experiments at the beginning of the 20th century showed quite unambiguously that elementary particles are smeared in space and time: they occupy a specific place only if you try to catch them with devices. As if God doesn't know where what is, but plays dice every time you try to find something.

In itself, this observation is a fact, albeit greatly simplified here. But how to understand it is a question that has not yet been unequivocally resolved.

Bourne, to whom Einstein wrote his angry letter, represented the camp of physicists whose vision of the issue eventually became mainstream.

The particles that make up everything are actually not particles, but something else, for which we, people, do not have special words. Waves of Probability.

Remember the model of the atom from a school physics textbook, where an electron revolves around a nucleus with protons and neutrons, like the Earth around the Sun. According to the Copenhagen interpretation of quantum mechanics, actually accepted today, the electron is not a rotating planet, but a kind of probabilistic shell of a complex shape wrapped around the nucleus. A closed wave of potential opportunities for existence. An electron does not fly along a specific trajectory, but simultaneously exists everywhere, but only with a certain probability. What we call particles and think of as little flying stones actually consists of probability.

It's hard to imagine, because at first glance it is complete nonsense. Einstein believed that this was not an explanation, but a hack, a plug of a philosophical hole: we cannot explain why we have such strange instrument readings, so we add a kind of inexplicability coefficient to the equations and say that now everything converges.

What exactly was the dispute?

Einstein tried to disprove the experiments. He did not question the data. The argument was not about data, but about making sense of it.

Why do the particles look smudged - because the metaphorical god made them fundamentally smudged, or because we don't understand something? Einstein believed that there was no understanding because the behavior of particles could not be predicted. Niels Bohr, Ernest Rutherford, Max Born and others believed that unpredictability was the explanation. The Copenhagen Interpretation is not experimental data, but a philosophical idea.

Knowledge game

The 20th century turned out to be a thematic party to turn the world upside down.

The party was a success. Quantum mechanics, with its rethinking of the concept of existence, is perhaps the champion. Einstein himself, who was dissatisfied with the theory of relativity, went not far, according to which it turns out that space and time can be knotted, mass is energy, and flying at the speed of light is a great way to rejuvenate. For a change, physics lessons were interspersed with military lessons. The peoples entered the first of them in epaulets on horseback, and left in a gas mask on a tank. In the second, they flew in by plane, and flew out on an atomic bomb. Suddenly it turned out that theoretically you can kill everyone at all. We spent the rest of the century preparing for the third lesson. To do this, for the first time in four billion years of life on earth, we got out of the planet and accumulated enough weapons to turn into dust a small galaxy.

Medicine and biology did not lag behind turning the world upside down.
At first it became clear that all the people in the world could not be fed because there was not enough fertilizer. Then it turned out that fertilizers can be made out of thin air. Without this planetary hack, a third of today's population would starve to death.

In addition to hunger, humanity, as it turned out, is threatened by hordes of microscopic evil creatures that are teeming with everything, everywhere, always. This began to reach scientists at the end of the 19th century, but a truly popular microbophobia flourished in the 20th. Together with a new enemy, a new weapon appeared - antibiotics. The war for the fate of mankind has moved simultaneously into space and into the microcosm. The list of world upside-downs can be continued for a very long time.

Scientific revelation is a curious beast. On the one hand, science is
У записи 4 лайков,
0 репостов,
83 просмотров.
Эту запись оставил(а) на своей стене Геннадий Соколов

Понравилось следующим людям