Видео-словарь фобий

Читать далее >>

Замкнутый круг эволюции

Читать далее >>

Непостижимая эффективность математики в естественных науках

E. Вигнер

Е. Wigneг, The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences, Comm. Pure and Appl. Math. 131, 1 (1960).

Лекция в честь Рихарда Куранта, прочитанная 11 мая 1959 г. в Нью-Йоркском университете. Перевод В. А. Белоконя и В.А. Угарова. Печатается по публикации в журнале Успехи физических наук, том 94, вып 3, 1968 г., март - стр. 535-546.

И совсем не исключено, что здесь ещё кроется
какая-то тайна, которую нам предстоит раскрыть.
Ч. С. Пирс

Рассказывают историю о двух бывших однокурсниках, обсуждавших свою деятельность. Один занимается статистикой и обрабатывает данные о населении. Он показывает приятелю оттиск своей работы, которая начинается, как водится, с гауссова распределения. Статистик поясняет, какие символы обозначают наблюдаемые величины, какие - средние и т. д. Но его другу, который был отчасти скептиком, показалось, что его разыгрывают. “Как ты только все это выучил? — спросил он статистика. — Кстати, что это такое?” – “Ах, это? - отвечал статистик. - Это пи”. – “А что это значит?” - “Это отношение длины окружности к ее диаметру”. – “Ну, знаешь, брось эти шутки, - ответил скептик, - к чему - к чему, но к окружности данные о населении не имеют никакого отношения”.

Мы, естественно, склонны улыбаться, видя такую непосредственность. Но когда я слушал эту историю, мною, признаться, овладело чувство ужаса. В самом деле: ведь реакция молодого человека была проявлением обычного здравого смысла. Такое же чувство я испытал с еще большей силой несколько позже, когда ко мне зашел студент, выразивший свое удивление ограниченным выбором фактов, на основе которых мы устанавливаем справедливость своих теорий, так: “Откуда известно, что нельзя - если обратить внимание на явления, которыми мы пренебрегали, и игнорировать те явления, которые сейчас являются для нас определяющими, - построить другую теорию, мало похожую на существующую, но объясняющую столько же явлений, сколько объясняет современная теория?” (Высказано Ф. Вернером в студенческие годы в Принстонском университете). Следует признать очевидным, что никто не может доказать невозможность такой теории.

Эти две истории подчеркивают две главные идеи, которым посвящена статья. Первая идея: математические представления могут оказаться в совершенно неожиданной связи. Более того, они часто приводят к неожиданно удачному и точному описанию явлений в этой связи. Вторая идея: именно благодаря упомянутой широте применения математических представлений и тому факту, что мы не понимаем причин такой широты, мы ниоткуда не может узнать, единственна ли теория, сформулированная на языке наших математических представлений. Мы похожи на человека со связкой ключей, который, пытаясь открывать одну дверь за другой, всегда находит правильный ключ с первой или второй попытки. Это заставляет его сомневаться относительно взаимно-однозначного соответствия между ключами и замками.

Большая часть того, что здесь будет сказано по этому поводу, отнюдь не ново. Сходные мысли в том или ином виде, вероятно, приходили в голову многим ученым. Моя главная цель - осветить этот вопрос с нескольких сторон. С одной стороны, невероятная эффективность математики в естественных науках есть нечто граничащее с мистикой, ибо никакого рационального объяснения этому факту нет. С другой стороны, именно эта непостижимая эффективность математики в естественных науках выдвигает вопрос о единственности физических теорий. Для того чтобы обосновать утверждение о невероятно важной роли математики в физике, полезно для начала сказать кое-что по поводу того, что такое математика, затем выяснить, что такое физика. После этого следует рассмотреть роль математики в физической теории и, наконец, понять, почему успехи математики в физике оказываются столь потрясающими. Совсем кратко мы остановимся на вопросе о единственности теорий в физике. Исчерпывающий ответ на этот вопрос потребовал бы тщательной экспериментальной и теоретической работы, которая к настоящему времени еще не проделана.

ЧТО ТАКОЕ МАТЕМАТИКА?

Кто-то сказал однажды, что философия — это просто злоупотребление терминологией, придуманной как раз для этой цели (Из книги: W. Dubislav, Die Philosophie der Mathematik in der Gegenwart, Berlin, 1932). В этом же духе я бы сказал, что математика является наукой изощренного манипулирования понятиями и правилами, придуманными как раз для этой цели. Главное ударение стоит именно на изобретении понятий. Математики очень скоро исчерпали бы все нетривиальные теоремы, если бы их теоремы всегда формулировались на языке понятий, уже содержавшихся в аксиомах. Далее, хотя нет сомнений в том, что понятия элементарной математики, в особенности элементарной геометрии, были сформулированы для описания предметов окружающего мира, такое утверждение уже явно несправедливо для более абстрактных понятий, в частности понятий, играющих столь важную роль в физике. Таким же образом, правила операций с парами чисел, очевидно, построены так, что приводят к тем же результатам, что и операции с дробями, причем правила для дробей мы учим без ссылок на «пары чисел». Правила обращения с последовательностями, например с иррациональными числами, все еще принадлежат к категории правил, установленных по аналогии с правилами действия над величинами, которые уже были нам известны. Гораздо более абстрактные математические понятия, такие, как комплексные числа, алгебры, линейные операторы, борелевы множества (подобный список можно продолжить почти до бесконечности), были построены как объекты, на которых математик мог проявить свое остроумие и чувство формальной красоты. Фактически именно определение этих понятий вместе с установлением того, что к ним можно применить интересные и остроумные соображения, является первым признаком изобретательности математика, определившего их. Вся глубина мысли, которая заложена в формулировку математических понятий, впоследствии раскрывается тем умением, с которым эти понятия используются. Выдающийся математик до предела, почти что не щадя ничего, использует всю область возможных рассуждений и даже скользит по самому краю возможного. То, что такая смелость не приводит математика в болото противоречий, уже само по себе чудо: в самом деле, трудно поверить, что могущество нашего ума доведено дарвиновским естественным отбором до такого совершенства, которым наш ум, судя по всему, обладает. Однако не это интересует нас здесь. Главным пунктом, который мы еще подчеркнем далее, является то, что математик может сформулировать лишь ограниченное число теорем, не определяя никаких понятий, кроме тех, которые входят в математические аксиомы. Не входящие в аксиоматику понятия определены в математике лишь постольку, поскольку эти определения допускают остроумные логические операции, апеллирующие к нашему чувству прекрасного и приводящие к результатам большой общности и простоты («Все эти трудности —только следствия кагаего нежелания увидеть, что нельзя дать определенно математики, не прианав ее самой очевидной особенности — того, что она интересна» (M. Polanyi. Personal Knowledge, Univ. Chicago Press, 1958).

Особенно ярким примером высказанного утверждения являются комплексные числа. Конечно, ничто в пашем повседневном опыте не вынуждает нас вводить такие числа. С другой стороны, если у математика попросить объяснить его интерес к комплексным числам, то он не без негодования укажет вам на прекрасные теоремы, касающиеся алгебраических уравнений, степенных рядов и вообще аналитических функций, доказательство которых стало возможным только благодаря введению комплексных чисел. Математиков никогда не перестанет интересовать это прекрасное достижение их гения (ср. высказывание Гильберта об интуиционизме, который «старается развалить и изуродовать математику» - Abh. Math. Sem. Univ. Hamburg, 157 (1922) или Gesammelte Werke, Springer, Berlin, 1935, стр. 188).

ЧТО ТАКОЕ ФИЗИКА?

Физик интересуется законами неживой природы. Но для понимания такого утверждения следует проанализировать понятие «законы природы».

Окружающий нас мир ужасающе сложен, и наиболее очевидным фактом является наша неспособность предсказывать будущее. Хотя в анекдотах уверенность в неопределенности будущего приписывают только оптимистам, оптимисты в данном случае и в самом деле правы: будущее непредсказуемо. По замечанию Шрёдингера [1] чудом является уже то, что, несмотря на всю сложность мира, можно все-таки открывать определенные закономерности событий. Одна из таких закономерностей, открытая Галилеем, заключается в том, что два камня, брошенные одновременно с одной и той же высоты, одновременно достигают земли. Законы природы относятся именно к таким закономерностям. Закономерность, открытая Галилеем, является прототипом обширного класса закономерностей. И эта закономерность удивительна по трем причинам.

Во-первых, эта закономерность удивительна тем, что она оказывается справедливой не только в Пизе и не только во времена Галилея; она справедлива повсюду на Земле, она всегда была и будет справедливой. Другими словами, была осознана инвариантность такой закономерности, и я уже имел случай отметить [2], что без принципа инвариантности, подобного принципу, примененному при обобщении наблюдении Галилея, физика была бы просто невозможна. Вторая удивительная особенность заключается в том, что обсуждаемая нами закономерность независима от многих условий, которые могли бы влиять на нее. Она справедлива несмотря на погоду, независимо от того, проводится ли опыт в комнате или с падающей пизанской башни и является ли экспериментатор, бросающий камни, мужчиной или женщиной. Она справедлива, даже если два камня одновременно бросают (с той же высоты) два разных человека. Существует, очевидно, бесчисленное множество других условий, которыми можно пренебречь, оставляя справедливой закономерность, открытую Галилеем. Безразличие ко многим обстоятельствам, которые могли бы играть роль в наблюдаемом явлении, также должно называться инвариантностью [2]. Эта инвариантность, однако, имеет характер, отличный от уже упомянутой инвариантности, поскольку ее нельзя сформулировать в виде общего принципа. Выяснение того, какие условия влияют на данное явление, а какие - нет, составляет существенную часть любого предварительного экспериментального исследования. Выбирать явления, которые зависят от относительно небольшого числа легко реализуемых и воспроизводимых условий, - дело искусства и изобретательности экспериментатора (ср. графические наброски М. Дойча в «Daedalus» 87, 86 (1958). А. Симонии обратил мое внимание на нечто подобное у Пейрса - С. S. Peirсe, Essays in the Philosophy of Science, 1957, стр. 237). В этом смысле тот факт, что Галилей ограничил свои наблюдения относительно тяжелыми телами, было наиболее важным ограничением. Опять-таки справедливо то, что, если бы не было явлений, зависящих только от небольшого контролируемого набора условий, физика была бы невозможна.

Хотя два обстоятельства, которые мы упомянули, весьма существенны с точки зрения философа, более всего удивили Галилея совсем не они, и не они составляют существо открытого им закона природы. Этот закон состоит в утверждении, что длительность падения тяжелого объекта с данной высоты не зависит от размера, материала и формы падающего тела. С точки зрения второго закона Ньютона это сводится к утверждению, что сила тяготения, действующая на падающее тело, пропорциональна массе тела, но не зависит от его размера, состава и формы.

Все, о чем говорилось до сих пор, должно было прежде всего напомнить о том, что вовсе не очевидно, что «законы природы» должны существовать; возможность их существования куда менее очевидна, чем способность человека обнаруживать такие законы (Шрёдингер в книге «Что такое жизнь с точки зрения физики?» говорит, что сущность этой способности человека вообще лежит, возможно, за пределами человеческого понимания - стр. 50 перевода, М., ИЛ, 1947). Автор уже имел случай [3] привлечь внимание к так называемой последовательности слоев «законов природы», причем каждый слой состоит из более общих и всеобъемлющих законов, нежели предыдущий; открытие каждого следующего слоя означает более глубокое проникновение в структуру Вселенной. Однако наиболее значительным утверждением в этой связи является то, что все эти законы природы даже в самых далеко идущих следствиях содержат лишь небольшую долю того, что содержит в себе неживая природа. Все законы природы являются лишь условными утверждениями, позволяющими предсказывать некоторые будущие события на основе знания состояния природы в данный момент, исключая некоторые аспекты этого состояния, пренебрежимые с точки зрения этого предсказания (хотя практически при этом игнорируется подавляющее большинство характеристик подлинного состояния природы). Упомянутое пренебрежение подразумевается в смысле второго пункта обсуждения теоремы Галилея (Автор убежден, что нет необходимости специально упоминать о том, что теорема Галилея, сформулированная в тексте, не исчерпывает сути его открытия законов падения тел).

Что же касается объяснения современного состояния природы, т.е. самого существования Земли, на которой мы живем и на которой были проведены опыты Галилея, а также существования Солнца и всего того, что нас окружает, то в этом случае законы природы безмолвствуют. Это их «молчание» согласуется, во-первых, с тем, что законы природы можно использовать для предсказания будущего только в исключительных обстоятельствах - когда известны все существенные характеристики современного состояния мира. Также согласуется с этим «молчанием» и тот факт, что устройства, действие которых мы можем предвидеть, - это самое блестящее достижение физики. В этих устройствах физик создает условия, где все существенные координаты известны. Именно поэтому поведение устройства можно предсказывать. Таковы, например, радары и ядерные реакторы.

Главная цель этих рассуждений - подчеркнуть, что все законы природы - это весьма условные утверждения, имеющие поэтому отношение лишь к весьма малой части того, из чего состоит природа. Так, классическая механика - наиболее известный образец физической теории - позволяет определить вторые производные от координат всех тел (ускорения), если известны положения (координаты) и импульсы этих тел. Классическая механика не дает никакой информации о существовании этих тел, их расположении и скоростях в начальный момент. Строго говоря, следовало бы упомянуть о сделанном около тридцати лет назад открытии (Квантовой механики. - Примечание переводчика), что даже эти условные (упомянутые выше) утверждения не могут быть абсолютно точными: условные утверждения являются лишь вероятностными законами, которые позволяют нам заключать лишь мысленные пари относительно будущих свойств неживой природы на основе знания «начального» состояния. Эти законы запрещают не только категорические утверждения о будущем, но даже и категорические утверждения о начальных условиях, т. е. о современном состоянии мира. И даже машины проявляют свойства, обусловленные вероятностной природой законов природы; это особенно легко показать в случае ядерного реактора, работающего в режиме очень малой мощности. Впрочем, дополнительные ограничения, налагаемые на законы природы (см., например, [1]) их вероятностной природой, не играют никакой роли в нашей дальнейшей дискуссии.

РОЛЬ МАТЕМАТИКИ В ФИЗИЧЕСКИХ ТЕОРИЯХ

Освежив в памяти сущность математики и физики, нам уже легче выяснить роль математики в физике.

Вполне естественно, что мы пользуемся математикой в «повседневной» физике для количественной оценки эффектов, обусловленных законами природы: математика позволяет применять эти условные утверждения к данным конкретным условиям, которые оказались определяющими или просто заинтересовали нас. Сама возможность таких оценок подразумевает, что законы природы должны быть уже сформулированы на математическом языке. Впрочем, наиболее важная роль математики в физике состоит не в оценке следствий уже установленных теорий. Математика, точнее, прикладная математика, в этой роли совсем не определяет физическую ситуацию: здесь она выступает лишь в роли инструмента.

Но математика может занимать в физике куда более определяющее положение. Уже в наших замечаниях о роли прикладной математики подразумевалось, что законы природы должны быть уже сформулированы на математическом языке, иначе они не были бы вообще объектами прикладной математики. Утверждение, что законы природы пишутся на языке математики, было ясно сформулировано уже лет триста назад, - по-видимому, Галилеем (еще Пифагор утверждал, что природа устроена по математическим законам: «Все вещи суть числа» - ср. В. Гейзенберг , Физика и философия, М., ИЛ., 1963, .стр. 48-50 и др.; Философский словарь (перевод с немецкого), М., ИЛ, 1961, стр. 448-449; Б. Рассел , История западной философии, гл. III). - Примечание переводчика). Теперь это еще более справедливо, чем когда-либо раньше. Для того чтобы продемонстрировать важность математических понятий для построения законов физики, напомним в качестве примера аксиомы квантовой механики, явно сформулированные великим математиком фон Нейманном и неявно великим физиком Дираком [4, 5]. Два понятия в квантовой механике являются основными: состояния и наблюдаемые. Состояния представляются векторами в гильбертовом пространстве, а наблюдаемые - самосопряженными операторами, действующими на эти векторы. Возможные значения наблюдаемых - это собственные значения операторов: но нам лучше здесь остановиться: мы рискуем углубиться в перечисление математических понятий теории линейных операторов.

Конечно, физикам приходится отбирать определенные математические понятия для формулировки законов природы, ибо в физике может быть использована лишь часть известных математических понятий. Верно также, что эти понятия не отбирались физиками произвольно из понятий, введенных математиками: во многих случаях, если не в большинстве из них, эти понятия были разработаны физиками независимо, и лишь впоследствии оказывалось, что математики уже давно ввели эти понятия. Однако совсем неверно - хотя это часто и утверждают, - что это случается из-за того, что математики всегда используют наиболее простые возможные представления, которые неизбежно появляются в любом формальном описании. Как мы уже замечали, свои понятия математики выбирают не из-за их простоты - даже последовательности пар чисел далеки от того, чтобы быть простейшими, - а из-за удобства манипулирования с ними, четкости и ясности аргументации на языке этих понятий. Не стоит забывать, что гильбертово пространство квантовой механики является комплексным гильбертовым пространством, скалярное произведение в котором эрмитово. Неискушенному уму комплексные числа не покажутся естественными или простыми, а результаты физических наблюдений сами по себе не могут содержать комплексные числа. Более того, использование комплексных чисел в квантовой механике не является вычислительным трюком прикладной математики; они входят в самую суть формулировки основных законов квантовой механики. Наконец, в последнее время стало ясно, что не только комплексным числам, но и так называемым аналитическим функциям суждено играть решающую роль в формулировке квантовой теории. Я имею в виду быстро развивающуюся теорию дисперсионных соотношений.

Трудно отделаться от впечатления, что чудо («В своей аксиоматической форме математика представляется скоплением абстрактных форм, причем определенные аспекты реальности как будто бы в результате предопределения укладываются в некоторые из этих форм» - Н. Бурбаки, Очерки по истории математики, М.,Мир, 1965. - Примечание переводчика), представшее перед нами, не менее поразительно, чем то, что разум человека смог связать воедино и без противоречий тысячи аргументов. Это чудо можно сравнить ещё с двумя чудесами: существованием законов природы и способностью человеческого мышления раскрывать их. Наиболее правдоподобным объяснением независимого формирования математических понятий в физике, как мне кажется, служит утверждение Эйнштейна, что единственным критерием для принятия физических теорий должна быть их красота (Ср. с мнением П. А. М. Дирака в его статье «Эволюция физической картины мира», опубликованной в майском номере «Scientific American», 1960 (сокращенный перевод см. в сб. «Над чем думают физики», вып. 15, М., Наука, 1965). - Примечание переводчика). Математические понятия, которые стимулируют мысль бесспорно, обладают красотой. Однако высказывание Эйнштейна в лучшем случае относится к характеру теорий, в которые мы хотим верить, но не имеет отношения к точности, присущей той или иной теории. Поэтому мы займемся именно последним вопросом.

ТАК ЛИ УЖ УДИВИТЕЛЕН УСПЕХ ФИЗИЧЕСКИХ ТЕОРИИ?

Возможное объяснение того факта, что физики используют математику для формулировки законов природы, состоит в том, что физики — довольно безответственные люди. Именно поэтому, когда физик обнаруживает взаимосвязь между двумя физическими величинами, которая напоминает связь, хорошо известную из математики, он немедленно приходит к заключению, что найденная им связь тождественна связи, рассмотренной в математике, просто потому, что он не знает никакой другой. Цель приведенного рассуждения состоит отнюдь не в том, чтобы опровергнуть обвинение физиков в известной безответственности. Не исключено, что это обвинение и справедливо. Тем не менее важно подчеркнуть, что математическая формулировка результатов наблюдений физика, часто довольно грубых, приводит в неправдоподобно многочисленных случаях к удивительно точному описанию большого класса явлений. Это обстоятельство показывает, что математический язык следует рассматривать как нечто большее, чем просто язык, на котором мы должны говорить; оно показывает, что математика на самом деле является правильным (подходящим) языком. Рассмотрим несколько примеров.

Первый из них - это часто приводимый случай движения планет. Законы движения падающих тел были довольно хорошо подтверждены опытами, выполненными главным образом в Италии. Эти опыты были в современном понимании не очень точными: частично из-за влияния сопротивления воздуха, частично из-за невозможности измерять в ту эпоху достаточно малые интервалы времени. Тем не менее не вызывает никакого удивления тот факт, что в результате этих исследовании итальянский естествоиспытатель выяснил, как движутся тела и атмосфере. И только Ньютон связал закон свободного падения объектов на Земле с движением Луны, заметив, что параболическая траектория камня, брошенного на Земле, и круговая орбита Луны на небе - частные случаи одного и того же математического образа - эллипса. На основе одиночного численного совпадения, установленного в то время весьма приближенно, Ньютон постулировал закон всемирного тяготения. С философской точки зрения закон тяготения, как он был сформулирован Ньютоном, не соответствовал ни тому времени, ни самому Ньютону. С эмпирической точки зрения этот закон был основан на очень ненадежных результатах наблюдения. Математический язык, при помощи которого закон был сформулирован, содержал понятие второй производной. Но те из нас, кто пытался хоть раз в жизни построить соприкасающуюся окружность к некоторой кривой, хорошо знают, что вторая производная — отнюдь не примитивное понятие. Закон тяготения, очень ненадежно установленный Ньютоном (он мог быть проверен Ньютоном на опыте с точностью около 4%), оказался правильным с погрешностью менее одной десятитысячной процента и почти что воплотил в себе идею абсолютной точности, так что лишь в самое последнее время физики пытаются новыми средствами выяснить границы применимости этого закона (См., например: R.Н. Diсke, American Scientist, 25, 1959). Безусловно, пример с законом Ньютона, на который не перестают ссылаться, должен стоять первым в списке фундаментальных законов, сформулированных с точки зрения математика наиболее просто и оказавшихся по своей точности превосходящими всякие разумные ожидания. Повторим наше утверждение в связи с этим примером. Во-первых, этот закон — поскольку в нем появляется вторая производная — прост лишь для математика, но не для здравого смысла и даже не для первокурсника, у которого нет математического склада мышления; во-вторых, он представляет собою условный закон с очень ограниченной областью применимости. В нем не содержится никакого объяснения притяжения камней к Земле, которое наблюдал Галилей, ни причин того, что орбита Луны круговая, а не иная, ни причин, по которым Солнце имеет планеты. Объяснение этих начальных условий оставлено геологам и астрономам, у которых осталось, над чем поломать голову.

Вторым примером является обычная, элементарная квантовая механика. Начало ей положил Макс Борн, заметив, что некоторые вычислительные приемы Гейзенберга формально совпадают с правилами матричного исчисления, давно известными математикам. Тогда Борн, Йордан и Гейзенберг предложили заменить значения координат и импульсов классической механики матрицами [6]. Пользуясь правилами матричной механики, они решили несколько в высшей степени идеализированных задач, и их результаты оказались вполне удовлетворительными. Однако в то время нельзя было привести никаких разумных аргументов в пользу того, что разработанная ими матричная механика может оказаться корректной и в более реалистических условиях. Они писали в то время так: «Если бы предложенная здесь механика оказалась правильной в своих существенных чертах, то...» Фактически первым применением их механики к реальной задаче — атому водорода была, спустя несколько месяцев, работа Паули. И это приложение дало результат, согласующийся с опытом. Это было неплохо, но все это еще можно было понять, поскольку правила вычисления Гейзенберга были непосредственным обобщением правил старой теории водородного атома. Чудо произошло лишь тогда, когда матричная механика или математически эквивалентная ей теория (Шрёдингера) была применена к задачам, для которых вычислительные правила Гейзенберга не имели смысла. Правила Гейзенберга предполагали существование решений классических уравнений движения, обладающих определенными свойствами периодичности; однако эти уравнения движения для двух электронов в атоме гелия и тем более для большего числа электронов в более тяжелых атомах попросту не обладают такими свойствами, и правила Гейзенберга к этим случаям не применимы.

Тем не менее расчет низшего (основного) уровня гелия, выполненный несколько месяцев спустя Киношитой и Бейсли, согласовался с экспериментальными данными в пределах погрешности наблюдений, которая составляет менее одной десятимиллионной. В этом случае мы воистину «извлекли из этих уравнений нечто такое», чего мы в них «не закладывали».

Это же оказалось справедливым для качественных характеристик «сложных спектров», т. е. спектров более тяжелых атомов. Мне вспоминается разговор с Йорданом, сказавшим мне в то время, когда эти качественные характеристики спектров были получены, что отличие правил, полученных из квантовой теории, от эмпирических было бы последним шансом внести изменения в структуру матричной механики. Иными словами, Йордан чувствовал, что, если бы мы неожиданно получили несогласие теории атома гелия с опытом, мы оказались бы по крайней мере на время совершенно бессильными. Теория атома гелия была в то время разработана Келлнером и Хиллераасом. Математический аппарат их теории был достаточно четким и не подлежал изменению; поэтому, не произойди упомянутое чудо с гелием, физика оказалась бы перед лицом кризиса. Разумеется, тем или иным путем физика преодолела бы этот кризис. С другой стороны, ясно, что физика, как она предстает перед нами сегодня, была бы невозможна без непрерывного повторения чудес, подобных чуду с гелием - наиболее поразительному чуду в истории развития элементарной квантовой механики, но, бесспорно, не единственному. Список таких чудес при желании можно было бы продолжить, но нам нужно двигаться дальше. Заметим, впрочем, что квантовая механика не раз достигала почти столь же поразительного триумфа, и это убедило нас в том, что она, как принято говорить, корректна.

В качестве последнего примера напомним квантовую электродинамику - теорию лэмбовского сдвига. В то время как ньютоновская теория тяготения еще имела очевидную связь с опытом, при формулировке матричной квантовой механики опыт был использовал лишь в «очищенной», или сублимированной, форме рецептов Гейзенберга. Квантовая теория лэмбовского сдвига, придуманная Бете и разработанная Швингером, была чисто математической теорией, и единственным вкладом эксперимента была проверка существования измеримого эффекта. Согласие с расчетом оказалось лучше одной тысячной.

Предыдущие три примера, число которых можно было бы продолжать почти до бесконечности, должны были продемонстрировать эффективность и точность математической формулировки законов природы на языке таких понятий, с которыми удобно проводить различные манипуляции; при этом законы природы, как оказывается, обладают почти фантастической точностью, хотя и в узко ограниченном диапазоне условий. Я предлагаю называть закономерность, которую иллюстрируют эти примеры, эмпирическим законом эпистемологии (т. е. науки об основах теории познания). Этот закон вместе с принципами инвариантности представляет собой неотъемлемую часть теоретической физики. Без законов инвариантности утверждения теоретической физики не могли бы служить основой для объяснения явлений; но если бы не был верен закон эмпирической эпистемологии, то у нас просто не хватило бы духу совершать открытия, т. е. не было бы достаточных эмоциональных стимулов для успешного изучения законов природы. Доктор Р. Г. Сакс, с которым я обсуждал эмпирический закон эпистемологии, назвал этот закон догматом веры физиков-теоретиков. Это так и есть на самом деле (В этом месте идеи Вигнера в особенности перекликаются с идеями Эддингтона - Α. Eddington. Philosophy of Physical Sciences, Cambridge, Univ. Press. 1939 или Ann. Arbor, 1959). Этот догмат веры, однако, хорошо подкрепляется примерами из практики, куда более многочисленными, чем те три примера, о которых шла речь выше.

О ЕДИНСТВЕННОСТИ ТЕОРИЙ В ФИЗИКЕ

Эмпирическая природа предыдущих заключений представляется мне очевидной. Они, несомненно, не являются «логически неизбежными», и нет никакой необходимости для доказательства этого ссылаться на их применимость только к весьма незначительной части нашего знания неживого мира. Но было бы абсурдным верить в очевидность того, что существует математически простое выражение для второй производной от координаты, поскольку не существует простых выражений для самой координаты и скорости. Тем более удивительна готовность верить в чудесный дар, содержащийся в эмпирическом законе эпистемологии. Ведь способность человеческого разума «нанизывать» одно за другим 1000 умозаключений и не запутываться в противоречиях, о чем я говорил выше, - столь же чудесный дар.

Каждый эмпирический закон обладает беспокоящим свойством неизвестности границ его применимости. Мы видели, что в окружающем нас мире существуют закономерности событий, которые можно с непостижимой точностью сформулировать на языке математических понятий. С другой стороны, существуют такие аспекты природы, относительно которых мы не допускаем существования строгих закономерностей. Мы называем эти аспекты начальными условиями. Но тогда возникает вопрос: не сольются ли эти различные закономерности, т. е. различные (в том числе и ещё не открытые) законы природы, в нечто единое целое или по крайней мере асимптотически будут приближаться к такому слиянию? Альтернативной возможностью является то, что найдутся такие законы природы, которые не имеют ничего общего с другими. Сейчас это справедливо, например, применительно к взаимоотношению законов наследственности и законов физики. Более того, не исключено, что некоторые законы природы будут приводить к противоречивым утверждениям, хотя каждый из них будет вполне справедлив внутри своей ограниченной области применимости. Мы не можем примириться с таким положением дел; иначе наш интерес к разрешению конфликта между теориями может просто угаснуть. Мы можем тогда утратить интерес к «конечной истине», т. е. к картине, которая явилась бы гармоничным слиянием многочисленных картинок, отображающих различные аспекты природы, в нечто целое.

Быть может, полезно проиллюстрировать на примере эти возможности. Сейчас мы имеем в физике две теории поразительной мощи и захватывающего интереса: теорию квантовых явлений и теорию относительности. Эти теории уходят своими корнями в две группы явлений, не имеющих между собой никакой связи. Теория относительности применима к макроскопическим телам, например к звездам. Событие, состоящее в совпадении, т. е. в конечном счете — столкновение, является элементарным событием теории относительности: оно определяет точку в пространстве-времени, либо по крайней мере определяло бы такую точку, если бы сталкивающиеся частицы были бесконечно малыми. Квантовая теория вытекает из явлений микроскопического мира, и с ее точки зрения совпадение или столкновение, даже если оно происходит между частицами точечными, не является элементарным событием и не очень точно локализовано в пространстве-времени. Эти две теории оперируют с различными математическими понятиями - с четырехмерным римановым пространством и с бесконечномерным гильбертовым пространством соответственно. Пока эти две теории не удалось объединить, т. е. не существует такой математической формулировки теории, по отношению к которой обе эти теории являются приближенными. Все физики верят в принципиальную возможность объединения этих двух теорий и в то, что мы рано или поздно придем к этому. Тем не менее вполне возможно севе представить, что никакого объединения этих двух теорий найдено не будет. Приведенный пример иллюстрирует две возможности, о которых шла речь выше, - слияния и неразрешимого противоречия: мыслимы оба варианта. Чтобы получить хотя бы намек на то, какую из этих двух возможностей мы должны ожидать в конечном итоге, можно попробовать отказаться от некоторой небольшой части нынешних знаний и мысленно перенестись на более низкий уровень знания. Если мы обнаружим при этом слияние наших теорий на более низком уровне развития науки, то можно с некоторой уверенностью ожидать, что и на нашем реальном уровне знаний наступит также слияние физических теорий. Если же этот прием приведет нас к взаимно противоречивым теориям, то нельзя ручаться за невозможность устойчивого сохранения противоречивых теорий. Уровень знаний и степень нашего интеллектуального развития изменяются непрерывно, и едва ли относительно малая вариация этих непрерывных переменных может изменить возможную картину мира от несогласованной к гармоничной (Последний абзац был автором написан после больших колебании. Автор убежден во всяком случае в том, что для дискуссии об эпистемологии он полезен: следует отказаться от идеализированного представления о том, что уровень развития человеческого разума особенно высок по абсолютной шкале. В некоторых случаях может оказаться даже полезным рассматривать достижения, которые оказались бы возможными на интеллектуальном уровне других видов животных. Однако автор понимает, что эти идеи лишь вскользь упомянуты, и поэтому их едва ли можно подвергать серьезному критическому обсуждению).

Этим рассуждениям противоречит тот факт, что некоторые теории, ошибочность которых нам уже известна, дают удивительно точные предсказания. Знай мы немного меньше, множество явлений, которые объясняются этими «ложными» теориями, казалось бы нам достаточно большим для «подтверждения» таких теорий. Однако эти теории оказываются для нас «ложными» только потому, что окончательный анализ показывает их несовместимость с более всеобъемлющей (экспериментальной) картиной мира. К тому же, если существует достаточно много таких «ложных» теорий, то в конце концов должна быть обнаружена их взаимная противоречивость. Аналогично вполне возможно, что теории, которые мы считаем «доказанными» численными опытными проверками, достаточно многочисленными с нашей точки зрения, все-таки ложны, ибо противоречат более общей теории, которой пока еще у нас нет. Если бы это было верно, то мы должны были бы ожидать противоречия между нашими теориями, когда число их начинает превосходить определенный предел и когда они начинают захватывать достаточно обширный круг явлений. Совсем наперекор догмату веры физика-теоретика, о котором шла речь выше, это обстоятельство не может не вызывать у физика «бредовый кошмар».

Рассмотрим несколько примеров «ложных» теорий, которые дают пугающе (в силу их ложности) точное описание некоторых групп явлений. Если не быть излишне строгим можно забыть некоторые экспериментальные частности, связанные с предлагаемыми примерами. Успех первой примитивной теории атома Бора был довольно ограничен; то же самое можно сказать и о птолемеевых эпициклах. Теперь мы находимся в лучшем положении и имеем возможность получить точное описание всех явлений, которые могли описываться уже этими примитивными теориями. Но это уже совсем несправедливо для так называемой теории свободных электронов, которая дает загадочно точное описание многих, если не большинства, свойств металлов, полупроводников и изоляторов. Она объясняет, в частности, тот факт (который никогда не удавалось понять на основе «настоящей теории»), что изоляторы обнаруживают удельное электрическое сопротивление, иногда в 10²⁶ раз превосходящее сопротивление металлов. Фактически нельзя найти каких-либо опытных опровержений того, что сопротивление изоляторов в некоторых условиях бесконечно, как это предсказывается теорией свободных электронов. Тем не менее мы убеждены, что теория свободных электронов представляет собою лишь грубое приближение, которое рано или поздно будет заменено на более подходящий способ описания явлений в твердом теле.

Достигнутые нами успехи позволяют сказать, что положение с теорией свободных электронов тревожное, однако оно вряд ли свидетельствует о непреодолимых противоречиях современных представлений. И все же теория свободных электронов внушает нам сомнения относительно того, должны ли мы безоговорочно принимать численное согласие между теорией и экспериментом как доказательство корректности теории. Мы уже привыкли к таким сомнениям (Л. Д. Ландау однажды очень четко сказал: «По принципу Бора согласие теории с экспериментом само по себе ничего не означает». - Примечание переводчика).

Гораздо больше трудностей и сомнений возникло бы, если бы нам удалось в один прекрасный день разработать теорию сознания, или теоретическую биологию, с той же последовательностью и убедительностью, какой обладают наши теории неживой природы. Менделевские законы наследственности и развитие генетики могут оказаться предвестниками такой биологической теории. Более того, вполне возможно, что удастся найти достаточно абстрактный аргумент, который укажет на существование противоречия между такой теорией и известными принципами физики. Аргумент этот может оказаться столь абстрактным, что будет невозможно разрешить упомянутое противоречие в пользу той или иной теории - даже экспериментально. В такой ситуации наша вера в наши теории была бы сильно подорвана; возникло бы сомнение в реалистичности принимаемых нами понятий. Тогда мы испытали бы глубокое чувство крушения в наших попытках найти то, что я называю «конечной истиной». Довод в пользу принципиальной допустимости такой ситуации сводится к тому, что мы не знаем, почему так хорошо работают наши теории. Ибо их точность не может служить доказательством ни их истинности, ни взаимной согласованности. Автор данной статьи убежден в том, что ситуация, аналогичная этой, имеет место при сопоставлении современных законов наследственности и физики.

Позвольте мне все же закончить более оптимистически. Чудесная загадка соответствия математического языка законам физики является удивительным даром, который мы не в состоянии понять и которого мы, возможно, недостойны. Мы должны испытывать чувство благодарности за этот дар. Следует надеяться, что он не покинет нас и в будущих исследованиях и что он будет - хорошо это или плохо - развиваться к нашему большому удовлетворению, а быть может, и к нарастающему беспокойству, расширяя область познания окружающего нас мира.

Литература

1. E. Schrödinger, Über Indeterminismus in der Physik, J. A. Barth, Leipzig, 1932. W. Dubislav, Naturphilosophie, Junker und Dünnhaupt, Verlag, Berlin, 1933, Teil. 4.
2. E. Wigner, Invariance in Physical Theory, Proc. Amer. Philjs. Soc., 93, 521 (1949).
3. E. Wigner, The Limits of Science. Proc. Amer. Phil. Soc., 94, 422 (1950); H. Margenau, The Nature of Physical Reality, McGraw-Hill, New York, 1950, ch. 8.
4. P. A. M. Dirac, Quantum Mechanics, 3rd Ed., Clarendon Press, Oxford, 1947. (Имеется перевод: Дирак П. А. М., Принципы квантовой механики, М., Физматгиз, 1960.)
5. J. vоn Neumann, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, Springer Verlag, Berlin, 1932. (Имеется перевод: Иоганн фон Нейман, Математические основы квантовой механики, М., «Наука», 1964.)
6. M. Born, P. Jordan, Zs. Phys., 34, 858 (1925); M. Born, W. Heisenberg, P. Jordan, Zs. Phys., 35, 557 (1926). (см. особенно стр. 558).

Читать далее >>

Еретические мысли о науке и обществе

Фримен Дайсон,
Институт перспективных исследований,
Принстон, Нью-Джерси, США

Публичная лекция фонда «Династия», 23 марта 2009 года, Москва, ФИАН

Простите, здесь сказано «Публичные лекции по физике и математике», это неверно. Уж простите, но мы не будем говорить сегодня о физике и математике. Здесь они ошиблись. Кроме того, я прошу прощения за то, что мне придется говорить по-английски: я так плохо знаю русский, что не смог бы поговорить по-русски даже с кошкой.

Итак, я начинаю. Это будет просто лекция о жизни вообще, не о науке, не о физике. Я расскажу, что могу. Нехорошо, когда мы, старики, пытаемся соревноваться с молодыми. Они намного сообразительнее нас. Это они всегда знали науку. Потому что мы, старики, скорее философы, а молодые люди — ученые. Так уж устроен мир.

1. Нужда в еретиках

Я признателен фонду «Династия» и лично Анне Пиотровской за то, что они пригласили меня прочитать лекцию о будущем. Но вначале я должен сказать, что, как ученый, я не особенно склонен доверять предсказаниям будущего. Наука делается непредсказуемым образом. Ученые занимаются как раз тем, что планируют эксперименты, результаты которых будут заведомо как можно менее предсказуемыми, а затем проводят их и смотрят, что получится. Можно даже сказать так: если что-то предсказуемо, то это не наука. Поэтому, когда я делаю предсказания, я выступаю не в роли ученого. Я буду выступать сегодня в роли фантазера, и мои предсказания будут скорее научной фантастикой, чем наукой. Предсказания писателей-фантастов, как известно, на удивление неточны. Они стремятся скорее вообразить, что могло бы случиться, нежели описать, что случится в действительности. А я стремлюсь, фантазируя, оспорить преобладающие в наши дни догмы. Эти догмы могут оказаться правильными, но всё равно стоит их оспаривать. И я горжусь тем, что я еретик.

Приношу свои извинения за то, что буду говорить обо всех этих проблемах с американской точки зрения. Мне прекрасно известно, что перед Россией стоят другие проблемы. Но я также знаю, что совершенно не осведомлен о сегодняшних российских реалиях, поэтому с моей стороны было бы очень глупо пытаться рассказывать людям, живущим в России, как решать российские проблемы.

2. Землеустройство и климат

Я собираюсь изложить сегодня пять ересей. Моя первая ересь состоит в том, что весь нынешний ажиотаж вокруг глобального потепления сильно преувеличен. Здесь я выступаю против священного братства специалистов по моделированию климата и толп введенных ими в заблуждение граждан, которые верят цифрам, предсказываемым климатическими моделями. Они, конечно, говорят, что у меня нет метеорологического образования, а следовательно, я не обладаю достаточной квалификацией, чтобы рассуждать об этих вопросах. Но я изучал модели климата и знаю их возможности. Эти модели основаны на решении гидродинамических уравнений, и они замечательно описывают движения жидкостей и газов в атмосфере и в океанах. Но они очень плохо описывают облака, пыль, химию и биологию полей, сельхозугодий и лесов. Они и близко не подходят к тому, чтобы описать реальный мир, в котором мы живем. В реальном мире много грязи и путаницы и много того, что мы пока еще не понимаем. Ученому намного проще сидеть в помещении с кондиционером и прогонять свои модели на компьютерах, чем одеться по-зимнему и измерять то, что реально происходит снаружи, в болотах и в облаках. Вот почему специалисты по моделированию климата так верят собственным моделям.

Не вызывает сомнения, что местами на нашей планете действительно происходит потепление климата. Я вовсе не говорю, что это потепление не вызывает проблем. Вполне очевидно, что вызывает. Вполне очевидно, что нам следует стремиться разобраться во всём этом лучше. Но я говорю, что эти проблемы сильно преувеличены. На них тратятся деньги и отвлекается внимание от других проблем, более актуальных и более важных, таких как бедность, инфекционные заболевания, образование, здравоохранение и сохранение живых существ, населяющих сушу и океаны, не говоря уже о самых важных из всех проблем — войны и мира и ядерного оружия, о которых я сегодня еще расскажу.

Я немного расскажу о проблеме глобального потепления, потому что это интересная проблема, хотя ее важность и преувеличена. Чтобы подробно разобраться в потоках углерода в атмосфере и биосфере, нужно измерить численные значения множества параметров. Я не хочу запутывать вас множеством чисел, поэтому попрошу вас запомнить только одно число. Число, которое я прошу вас запомнить, — одна треть миллиметра в год. Сейчас я объясню, что это число значит. Представьте себе ту половину поверхности суши, которая не покрыта ни пустынями, ни полярными льдами, ни городами, ни дорогами, ни парковками. Эта половина поверхности суши покрыта почвой, которая поддерживает растительность того или иного типа, будь то сельхозугодья, леса или болота. Каждый год эта половина поверхности суши поглощает и превращает в биомассу некоторую долю того углекислого газа, который мы выбрасываем в атмосферу. Нам неизвестно, насколько велика эта доля, потому что мы не померили прирост или сокращение биомассы. Биомасса — это и живые существа, и останки тех живых существ, которые уже умерли. Число, которое я просил вас запомнить, — треть миллиметра в год — это усредненный прирост толщины биомассы на половине поверхности суши, к которому привело бы поглощение всего углекислого газа, который мы выбрасываем, сжигая ископаемое топливо. Усредненный прирост толщины составил бы одну треть миллиметра в год.

Смысл этих расчетов в том, что поглощение атмосферного углерода почвой может идти с очень хорошей скоростью. Чтобы остановить прирост концентрации углекислого газа в атмосфере, биомассу почвы нужно увеличивать всего лишь на треть миллиметра в год. На плодородный верхний слой почвы приходится около десяти процентов биомассы, поэтому увеличение биомассы на треть миллиметра в год соответствует приросту верхнего слоя почвы примерно на три миллиметра в год. Изменения методов сельского хозяйства, например отказ от вспашки, приведут к не менее быстрому приросту биомассы. Если мы выращиваем зерновые, не вспахивая почву, то больше биомассы уходит в корни, которые остаются в земле, и меньше углерода возвращается в атмосферу. Если мы с помощью генной инженерии получим сорта с большей биомассой корней, мы, по-видимому, сможем добиться того, чтобы прирост толщины почвы шел еще намного быстрее. Из этих простых расчетов я делаю вывод, что проблема поступления в атмосферу углекислого газа есть проблема не метеорологии, а землеустройства. Ни одна компьютерная модель атмосферы и океана не способна предсказывать, как мы будем распоряжаться нашими земельными угодьями.

Мы можем и не рассчитывать средний прирост биомассы в масштабе всей земли, а рассмотреть эту проблему в локальном аспекте. Представим себе такую возможную картину будущего: Китай продолжает развиваться как индустриальная держава, во многом зависящая от сжигания угля, а в Соединенных Штатах решают поглощать выбрасываемый при этом углекислый газ посредством увеличения биомассы почвы. Количество биомассы, которая может накапливаться в живых частях растений и деревьев, ограничено, но ничто не ограничивает количество биомассы, которое может откладываться в почве. Крупномасштабное приращение почвы может оказаться выгодным, а может и не оказаться, в зависимости от экономических показателей зерновых, полученных с помощью генной инженерии. Но, по крайней мере, есть вполне обсуждаемая возможность, что Китай будет обогащаться, сжигая уголь, в то время как Соединенные Штаты облагодетельствуют окружающую среду накоплением почвы, благодаря тому, что атмосфера будет обеспечивать бесплатную транспортировку углерода от китайских горных разработок в американскую землю, и содержание углекислого газа в ней останется постоянным. Такие возможности стоит учитывать, когда мы выслушиваем предсказания, касающиеся ископаемого топлива и изменений климата. Если на нашей планете в ближайшие пятьдесят лет воцарятся биотехнологии, подобно тому как за последние пятьдесят лет воцарились компьютерные технологии, то правила игры в области климата радикально изменятся.

Когда я прислушиваюсь к публичным дебатам об изменениях климата, мне бросаются в глаза колоссальные пробелы в наших знаниях, неполнота наших наблюдений и поверхностность наших теорий. Во многих фундаментальных процессах в экологии Земли мы разбираемся плохо. Только если мы разберемся в них намного лучше, мы сможем поставить точный диагноз нынешнего состояния нашей планеты. Если мы пытаемся заботиться о Земле точно так же, как мы заботимся о больном человеке, вначале нужно диагностировать болезнь, и лишь затем ее лечить. Для этого нужно наблюдать за процессами, происходящими в биосфере, и измерять их параметры.

Все согласны с тем, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приведет к двум важным последствиям, одному климатическому и одному неклиматическому. Первое — это физические изменения лучистого переноса энергии в атмосфере, а второе —биологические изменения растительности на суше и в мировом океане. Относительно того, какое из этих последствий важнее, мнения расходятся, как и относительно того, будут ли эти последствия, по отдельности или вместе, благоприятны или вредны. Физические последствия проявляются в изменении осадков, облачности, силы ветра и температуры, которые обычно сваливают в кучу и называют вводящим в заблуждение термином «глобальное потепление». Во влажном воздухе изменения лучистого переноса, вызываемые углекислым газом, заведомо перекрыты намного более сильным парниковым эффектом водяных паров. Углекислый газ играет важную роль там, где воздух сухой, а сухой он обычно лишь там, где холодно. Потепление, вызываемое углекислым газом, сильнее всего там, где воздух сухой и холодный, то есть прежде всего в Арктике, а не в тропиках, прежде всего зимой, а не летом, и прежде всего ночью, а не днем. Такие потепления вполне реальны, но они в основном делают холодные районы теплее, а не жаркие районы еще жарче. Представлять локальные потепления усредненными глобальными показателями — значит, по меньшей мере, вводить людей в заблуждение.

Подлинная причина, по которой концентрация углекислого газа в атмосфере имеет такое большое биологическое значение, состоит в том, что эта концентрация очень мала. Поле кукурузы или любой другой зерновой культуры, растущей на солнце в ясный полдень, поглощает весь углекислый газ в метре над землей примерно за пять минут. Если бы воздух непрерывно не перемешивался за счет конвекционных потоков и ветров, кукуруза перестала бы расти. Около одной десятой всего атмосферного углекислого газа уходит на прирост биомассы каждое лето и возвращается обратно в атмосферу каждую осень. Вот почему последствия сжигания ископаемого топлива нельзя отделить от последствий роста и разложения растений. Существует пять хранилищ углерода, доступного для утилизации живыми организмами во временном масштабе тысячелетий. Эти пять хранилищ — это атмосфера, наземная растительность, поддерживающая ее почва, населенный морской растительностью верхний слой океана и разведанные нами запасы ископаемого топлива. Из этих пяти хранилищ меньше всего углерода содержит атмосфера, а больше всего — ископаемое топливо, но все они по размеру сравнимы и все они сильно взаимодействуют друг с другом. Чтобы разобраться в любом из них, нужно разобраться во всех пяти. Нам неизвестно, возможно ли посредством рационального землеустройства увеличить на четыре миллиарда тонн в год прирост углерода в том хранилище, которое образует почва, а именно такое увеличение скорости прироста потребовалось бы, чтобы остановить прирост концентрации углекислого газа в атмосфере. Всё, что мы можем сказать с уверенностью, — это что теоретически такая возможность есть, и ее следует всерьез исследовать.

Большинство известных мне дискуссий, посвященных научным и экономическим аспектам глобального потепления, обходят стороной самый важный вопрос. Это вопрос скорее религиозного, чем научного свойства. Существует такая всемирная светская религия — ее можно назвать энвайронментализмом, — согласно которой роль людей на Земле — это роль управляющих хозяйством, портить планету отходами нашей роскоши — грех, а праведный путь состоит в том, чтобы жить как можно экономнее. Основам эвайронменталистской этики учат детей в детских садах, школах и колледжах по всему миру. Энвайронментализм занял место социализма, став ведущей светской религией. Эта религия имеет прочные этические основы. Ученые и экономисты могут согласиться с буддистскими монахами и христианскими проповедниками, что разрушение нашей естественной среды обитания есть зло, а бережная охрана птиц и бабочек — благо. Всемирное сообщество энвайронменталистов имеет очень сильную позицию в моральной сфере и ведет человеческие социумы по пути надежды на лучшее будущее. Энвайронментализм, как религия надежды и почтительного отношения к природе, пришел всерьез и надолго. Эту религию мы все можем разделить, независимо от того, верим ли мы в опасность глобального потепления.

Но, к сожалению, движение энвайронментализма приняло в качестве одного из догматов своей веры убеждение, что глобальное потепление сильнее, чем что-либо другое, угрожает экологии нашей планеты. Вот почему споры о глобальном потеплении стали такими горячими и ожесточенными. Общественность поверила в то, что любой человек, который относится к опасным последствиям глобального потепления скептически, является врагом окружающей среды. Теперь перед скептиками вроде меня стоит непростая задача — убедить общественность в обратном. Многие из таких скептиков — преданные энвайронменталисты. Они с ужасом наблюдают, как всеобщая одержимость глобальным потеплением отвлекает внимание общественности от намного более серьезных опасностей, уже сегодня угрожающих нашей планете. Например, поистине серьезная угроза окружающей среде исходит от неконтролируемого роста населения Земли. Но при этом между возрастанием благосостояния человеческих популяций и падением рождаемости наблюдается сильная положительная корреляция.

За вторую половину XX века, когда Мексика стала богатой страной, размер средней мексиканской семьи упал от семи детей до двух с половиной. Размер семьи в процветающих европейских странах, таких как Ирландия и Италия, падал еще быстрее. Самый быстрый способ стабилизировать численность человечества и сохранить нашу планету состоял бы в том, чтобы сделать всех богатыми. В богатых странах численность населения обычно остается на прежнем уровне или сокращается, а кроме того, эти страны могут позволить себе лучше заботиться об окружающей среде. Как давно заметил Бертольд Брехт в «Трехгрошовой опере», «Erst kommt das Fressen, dann kommt die Moral» — «Сначала хлеб, а нравственность потом». Для окружающей среды не может быть ничего хуже, чем растущее, голодное и обнищавшее народонаселение, пытающееся жить на земле без помощи индустриальных технологий. Когда китайское и индийское правительства отдают предпочтение борьбе с бедностью перед борьбой с глобальным потеплением, они поступают правильно как с научной, так и с нравственной точки зрения.

Вот и всё, что касается первой ереси — о том, что глобальное потепление не такая уж важная проблема.

3. Влажная Сахара

Вторая ересь — загадка влажной Сахары. Меня всегда пленяла эта загадка. Во многих районах Сахары, которые сегодня сухи и необитаемы, мы находим наскальные рисунки, на которых изображены люди и стада животных. Этих рисунков довольно много и они на удивление высокохудожественны — вполне сравнимы с более известными наскальными рисунками в пещерах Франции и Испании. Рисунки в пустыне Сахара не такие древние, как те пещерные рисунки. Они выполнены во многих разных стилях и, по-видимому, были созданы на протяжении периода в несколько тысяч лет. Самые поздние из них демонстрируют египетское влияние и, вероятно, выполнены в то же время, что и рисунки, украшающие древнеегипетские гробницы. В книге Анри Лота «В поисках фресок Тассили», опубликованной в 1958 году, 50 лет назад, приведены изумительные репродукции пятидесяти таких рисунков. Самые лучшие из них датируются временем около 6000 лет назад. Они убедительно свидетельствуют о том, что Сахара в то время была влажной. В ней выпадало достаточно осадков, чтобы поддерживать стада коров и жирафов, которые должны были питаться травой и веточками деревьев. Там были также слоны и бегемоты. Сахара в то время должна была выглядеть так, как в наши дни выглядит Серенгети.

В то же самое время, около 6000 лет назад, на севере России, где сейчас преобладают хвойные породы, были листопадные леса, что говорит о том, что климат северных районов был в то время намного мягче, чем сегодня. В горных долинах Швейцарии, где в наши дни лежат знаменитые ледники, тогда тоже росли деревья. Эти ледники, которые сегодня тают, 6000 лет назад были намного меньше, чем они есть сейчас. Похоже, 6000 лет назад был самый теплый и влажный период межледниковья, начавшегося 12 000 лет назад, когда закончилось последнее оледенение. В связи с этим мне бы хотелось задать два вопроса. Во-первых, если позволить концентрации углекислого газа в атмосфере увеличиваться и дальше, то придем ли мы к климату, похожему на тот, что был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной? А во-вторых, если бы у нас была возможность выбирать между нынешним климатом, при котором Сахара суха, и климатом, который был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной, следовало ли бы нам выбрать нынешний климат? И моя вторая ересь состоит в том, что я отвечаю на первый вопрос утвердительно, а на второй отрицательно. По мне теплый климат, который был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной, предпочтительнее, а увеличение содержание углекислого газа в атмосфере, возможно, поможет снова сделать климат таким, каким он был тогда. Я не утверждаю, что эта еретическая идея истинна, — я не знаю. Я лишь говорю, что обдумывать это отнюдь не вредно.

4. Одомашнивание биотехнологий

Третья ересь — одомашнивание биотехнологий.

Пятьдесят лет назад в Принстоне математик Джон фон Нейман на моих глазах разработал и сконструировал первый компьютер, выполнявший вводимые в него закодированные инструкции, то есть компьютерные программы. Компьютер изобрел не фон Нейман, но именно он изобрел компьютерные программы. Этот компьютер, который назывался ЭНИАК, уже работал в Пенсильванском университете пятью годами раньше. Но именно комбинация электронного «железа» и записанного на перфокартах программного обеспечения позволила единственной машине предсказывать погоду, моделировать эволюцию популяций живых организмов и проверять возможность создания термоядерных бомб. Фон Нейман понимал, что его изобретение изменит мир. Он понимал, что следующие поколения подобных машин станут основой работы науки, бизнеса и государства. Но ему представлялось, что компьютеры всегда будут огромными и дорогими. Ему представлялось, что такие компьютеры будут находиться в больших центрах, управляющих работой исследовательских лабораторий или крупных отраслей промышленности. Ему не удалось предвидеть, что компьютеры станут настолько маленькими и дешевыми, что домохозяйки будут использовать их для расчетов при заполнении деклараций о подоходном налоге, а школьники будут делать на них домашние задания. Ему не удалось предвидеть, что в итоге компьютеры будут одомашнены настолько, что станут служить игрушками для трехлетних детей. Ему и близко не удалось предвидеть, что в XXI веке компьютерные игры станут одной из основ повседневной жизни. Из-за компьютерных игр наши внуки вырастают теперь людьми с неизлечимой компьютерной зависимостью. Хорошо это или плохо, здорово или нездорово, люди и компьютеры связаны теперь друг с другом, «пока смерть не разлучит их», прочнее, чем мужья и жены.

Какое отношение имеет эта история с компьютером фон Неймана и с эволюцией компьютерных игр к биотехнологиям? Вот какое. Представление фон Неймана о компьютерах как об огромных машинах, расположенных в специальных центрах, имеет немало общего с распространенным в наши дни в обществе представлением о генной инженерии как о занятии исключительно для больших фармацевтических и сельскохозяйственных компаний, таких как «Монсанто». Общественность относится к «Монсанто» настороженно, потому что в этой компании гены ядовитых пестицидов внедряют в употребляемые в пищу культурные растения, точно так же, как мы настороженно относились к деятельности фон Неймана, потому что он охотно использовал свой компьютер для разработки водородных бомб. Вполне вероятно, что пока генная инженерия остается прерогативой специальных центров, принадлежащих большим корпорациям, она так и останется непопулярной и спорной формой деятельности.

Но я предвижу великое будущее биотехнической индустрии, которое настанет тогда, когда она пойдет по стопам компьютерной индустрии, по тому пути, который не удалось предвидеть фон Нейману, когда она тоже перестанет быть большой и централизованной и станет маленькой и домашней. Первый шаг в этом направлении уже был сделан, когда в зоомагазинах появились генетически модифицированные тропические рыбки, по-новому и очень ярко окрашенные. Следующий шаг на пути одомашнивания биотехнологий будет сделан, когда она станет удобной для пользователей. У меня был недавно один счастливый день, проведенный на Филадельфийской выставке цветов — крупнейшей в мире выставке, на которой цветоводы со всего мира демонстрируют плоды своих трудов. Я также посетил Выставку рептилий в Сан-Диего, не менее впечатляющее мероприятие, на котором свою работу демонстрируют те, кто разводит рептилий. В Филадельфии можно увидеть лучшие розы и орхидеи, а в Сан-Диего — лучших ящериц и змей. Для дедушек и бабушек, которые приводят на выставку рептилий своих внуков, главная проблема состоит в том, чтобы уйти оттуда, так и не купив змею или ящерицу. Все эти розы и орхидеи и все эти ящерицы и змеи представляют собой плоды трудов увлеченных и опытных цветоводов и рептилиеводов. Тому и другому делу посвящают жизнь многие тысячи людей, как профессионалы, так и любители. Но вы только представьте себе, что будет, когда этим людям станут доступны методы генной инженерии. Появятся наборы «сделай сам» для садоводов, с помощью которых они будут выводить новые сорта орхидей и роз посредством генной инженерии. Появятся также наборы для голубеводов и попугаеводов и для тех, кто разводит ящериц и змей, позволяющие выводить новые их породы. У тех, кто разводит собак и кошек, тоже будут свои наборы.

Генная инженерия, когда она попадет в руки детям и домохозяйкам, даст колоссальный всплеск разнообразия новых живых организмов, положит конец монокультурности, насаждаемой большими корпорациями. Новые разновидности получат широкое распространение и придут на смену тем, что сгинули по вине монокультурного сельского хозяйства и индустриализации. Создание геномов станет личным делом, новой формой искусства, такой же творческой, как живопись или скульптура. Немногие из новых творений будут шедеврами, но все они будут приносить радость своим создателям и увеличивать разнообразие нашей фауны и флоры.

Последним этапом одомашнивания биотехнологий будет создание биотехнологических игр, похожих на компьютерные игры для детей вплоть до детсадовского возраста, но отличающихся тем, что вместо изображений на экране компьютера дети будут играть с настоящими семенами или яйцами. Играя в такие игры, дети глубоко прочувствуют, что такое рост живых организмов. Победителем может стать ребенок, у которого из семечка вырастет самый колючий кактус или из яйца вылупится самый симпатичный динозавр. С такими играми будут связаны многие трудности и возможные опасности. Нужно будет выработать строгие правила, чтобы, играя в них, наши дети не подвергали опасности себя и других.

Если в будущем нас ждет наплыв одомашненных биотехнологий, в связи с этим нужно ответить на пять вопросов. Во-первых, можно ли этот наплыв остановить? Во-вторых, нужно ли его останавливать? В-третьих, если остановить его невозможно или нежелательно, то как обществу следует его ограничить? В-четвертых, как именно договариваться о таких ограничениях? В-пятых, проводить ли их в жизнь на государственном или на международном уровне? Для обдумывания ответов на все эти вопросы может пригодиться аналогия между компьютерными технологиями и биотехнологиями. Большинство людей, которые будут применять одомашненные биотехнологии во вред, будут, вероятно, мелюзгой, вроде тех юных хакеров, что разносят компьютерные вирусы по всему интернету. С другой стороны, есть немалая разница между компьютерным вирусом и настоящим вирусом, таким как вирус гриппа или иммунодефицита. Если мы разрешим детям игры с розами и змеями, то перед нами будет еще стоять проблема, как предотвратить игры с вирусами.

Вот что я хотел сказать о биотехнологии.

5. Дарвиновская интерлюдия

Моя четвертая ересь — еще одна ересь из области биологии — называется «биология с открытым исходным кодом». Согласно этой ереси, история развития программного обеспечения с открытым исходным кодом, возможно, представляет собой краткое повторение истории жизни на Земле, переускоренный в огромное число раз вариант эволюции.

Карл Вёзе — крупнейший в мире специалист по таксономии микроорганизмов, то есть по эволюции микробов. Он изучал происхождение микробов, выявляя черты сходства и различия их геномов. Им были открыты основы общей структуры древа жизни — происхождение всего живого от трех первичных ветвей. В июньском номере журнала Microbiology Review за 2004 год он опубликовал статью, смелую и многое объясняющую, которая называлась «Новая биология для нового века». Его главная идея состоит в том, что редукционизм, который практиковался в биологии в последние сто лет, должен уйти в прошлое, и на смену редукционистской биологии должна прийти новая, синтетическая биология, в основе которой будут лежать сообщества и экосистемы, а не гены и молекулы. Помимо этой, главной идеи, он также задается еще одним принципиальным вопросом: когда именно началась дарвиновская эволюция? Под дарвиновской эволюцией он подразумевает эволюцию, как ее понимал Дарвин, основанную на конкурентной борьбе за выживание нескрещивающихся друг с другом видов. Он приводит доказательства того, что дарвиновская эволюция началась не с самого момента возникновения жизни. Сравнение геномов древних групп живых организмов убедительно свидетельствует о том, что между ними происходил массивный перенос генетической информации. В древнейшие времена преобладал процесс, который он называет горизонтальным переносом генов. Причем чем дальше в прошлое, тем это преобладание сильнее.

К любым идеям, которые высказывает Карл Вёзе, даже чисто гипотетическим, нужно относиться серьезно. В своей статье о «новой биологии» он высказывает предположение о золотом веке до-дарвиновской жизни, когда горизонтальный перенос генов был всеобщим явлением, и отдельные виды еще не существовали. Жизнь в то время представляла собой сообщество клеток разного типа, которые делились друг с другом генетической информацией посредством вирусов, так что хитрые химические реакции и каталитические процессы, выработанные одним организмом, могли в итоге наследоваться всеми. Эволюция был тогда общим делом, и всё сообщество шло по пути совершенствования эффективности обмена веществ и размножения, за счет того, что наиболее эффективные клетки делились своими генами с другими. Такая эволюция могла идти очень быстро, потому что новые химические уловки могли эволюционировать одновременно в клетках разного типа, работая параллельно, а затем объединяться в одной клетке за счет горизонтального переноса генов. Но затем, в один черный день, некая клетка вроде примитивной бактерии оказалась на один прыжок впереди остальных. Эта клетка, предвосхищая то, что через три миллиарда лет сделал Билл Гейтс, отделилась от сообщества и отказалась делиться генами. Ее потомство стало первым видом, закрепив за собой интеллектуальную собственность для своего частного использования. Обладая большей, чем у других, эффективностью, оно продолжало плодиться и эволюционировать отдельно, в то время как клетки остального сообщества жили по-прежнему, делясь друг с другом. Через несколько миллионов лет от сообщества отделилась еще одна клетка, которая образовала второй вид. И это продолжалось до тех пор, пока от сообщества ничего не осталось, за исключением, быть может, только вирусов, и всё живое оказалось разделенным на виды. Так началась дарвиновская интерлюдия.

Теперь, по прошествии трех миллиардов лет, дарвиновская интерлюдия закончилась. Это была лишь интерлюдия между двумя периодами горизонтального переноса генов. Эпоха дарвиновской эволюции, в основе которой лежало соревнование между видами, подошла к концу около 10 000 лет назад, когда один вид — Homo sapiens — занял господствующее положение и начал переделывать биосферу. С того времени культурная эволюция заняла место эволюции биологической в качестве главной движущей силы происходящих изменений. Культурная эволюция принципиально отличается от дарвиновской. Культуры распространяются посредством не столько генетического наследования, сколько горизонтального переноса идей. Культурная эволюция идет со скоростью в тысячу раз большей, чем дарвиновская эволюция, и ведет нас к новой эре культурной взаимозависимости, которую мы называем глобализацией. И теперь, в последние тридцать лет, Homo sapiens возродил древнюю додарвиновскую практику горизонтального переноса генов, легко передавая гены микробов растениям и животным и размывая границы между видами. Мы с большой скоростью движемся в постдарвиновскую эру, когда виды перестанут существовать, в основе обмена генами будет лежать принцип открытого исходного кода и эволюция жизни вновь станет общим делом. Это моя четвертая ересь.

Похоже, что во второй половине XXI века основой нашей жизни и экономической деятельности станут биотехнологии, подобно тому как компьютерные технологии стали основой жизни и экономики во второй половине XX века. Возможно, биотехнологии смогут обеспечить всеобщее равенство, перераспределяя богатства во все уголки планеты, где есть земля и воздух, вода и солнце. Эти достижения не будут иметь ничего общего с нынешними бестолковыми усилиями по выращиванию кукурузы для получения из нее этанола. Это предприятие с этанолом не помогает сократить выбросы углекислого газа и попутно вредит беднякам по всей планете, повышая цену на землю. Когда мы окончательно освоим биотехнологии, правила игры в области климата радикально изменятся.

6. Ядерное оружие

И наконец, последняя ересь, о ядерном оружии, что на деле, по моему мнению, есть самое важное. Согласно моей пятой ереси, первейшую опасность для нас и для окружающей среды представляет ядерное оружие, и нашей важнейшей задачей должно стать скорейшее от него избавление. Я оставил эту ересь напоследок, но сам я считаю ее первейшей. Я проповедовал ее уже не менее двадцати пяти лет, и по-прежнему проповедую сегодня. Мир за последние двадцать пять лет кардинально изменился. Что-то изменилось к лучшему, что-то — к худшему. Самое лучшее изменение, возможность которого я не мог себе и представить, состояло в том, что мирным путем распался Советский Союз. Самое худшее изменение, которого я тоже не мог себе и представить, состояло в том, что Соединенные Штаты начали превентивную войну. В результате этих изменений изменились и взгляды людей на ядерное оружие, но принципиальная опасность, связанная с ним, и средства против нее едва ли хоть сколько-нибудь изменились.

Сегодня людей в основном беспокоит ядерное оружие в руках Ирана, Северной Кореи или Пакистана, так называемых «стран-изгоев», или ядерное оружие в руках террористических группировок вроде «Аль-Каиды». Эту проблему называют проблемой распространения ядерного оружия. Такая проблема действительно есть, причем уже пятьдесят лет как. Но мы не можем решить ее самостоятельно. Главная наша проблема — решить которую в нашей власти — это проблема нашего собственного ядерного оружия. У нас есть, между нами говоря, около десяти тысяч единиц ядерного оружия — достаточно, чтобы стереть с лица Земли значительную часть ее населения. У Российской Федерации его примерно столько же, сколько у американцев. У других стран — намного меньше. Эти огромные запасы оружия представляют для мира в целом намного большую опасность, чем то малое количество, которое может себе позволить Иран или Пакистан. У нас жалуются, что русские плохо следят за своим ядерным оружием, но я никогда не забуду тот момент, когда я вошел в некое помещение в одном из наших собственных мест хранения ядерного оружия и увидел валяющиеся на полу водородные бомбы, даже не привязанные, сорок одну штуку. Я внимательно сосчитал их и убедился, что их сорок одна. Я подумал: интересно, заметил бы кто-нибудь, если бы одна или две из них пропали. Так что наша сторона тоже следит за своим оружием не лучшим образом.

Рассказать о ядерном оружии можно в двух разных ключах. Можно говорить о религии и морали, о том, что ядерное оружие — это зло, не имеющее равных, потому что это оружие геноцида, что это преступление перед Богом, и что наш моральный и религиозный долг состоит в том, чтобы от него избавиться. Или же можно прагматично рассуждать о военных нуждах — о том, что ядерное оружие неэффективно с практической точки зрения. Я не стану пересказывать религиозные аргументы, исходя из того, что все вы их уже слышали и более или менее согласны, что ядерное оружие — это, в принципе, зло. Поэтому я сосредоточусь на военных аргументах, чтобы убедить вас, что ядерное оружие на самом деле не помогает выигрывать войны. Мы не можем сделать со своим ядерным оружием ничего осмысленного, что помешало бы Ирану или Северной Корее заиметь собственное ядерное оружие. Находясь в здравом уме, мы никогда не сможем использовать наши собственные бомбы ни для каких военных целей. Главная проблема использования ядерного оружия с целью выиграть войну с какой-нибудь бедной страной, состоит в том, что у нас есть все подходящие мишени, а у них таких мишеней очень мало. Ядерное оружие позволяет убить множество людей и добиться того, что те, кто выживет, крепко нас возненавидят, но это не означает выигранной войны.

Я делаю из этого вывод, что одной из важнейших целей нашей внешней политики должно быть полное избавление от ядерного оружия. Мы должны понимать, что слово «избавление» может сбить с толку. Мы никогда не можем знать наверняка, что наши враги или наши друзья не прячут где-нибудь секретные запасы оружия. Как известно, спрятать ядерное оружие просто. Когда мы говорим об избавлении от ядерного оружия, мы подразумеваем, что это оружие должно быть запрещено законом, точно так же, как сегодня запрещено оружие биологическое. Это означает, что всё оставшееся оружие может быть лишь нелегальным, секретным, без каких-либо крупных и явно задействованных систем доставки. Кроме того, это означает, что мы будем уверены в том, что у нас самих ядерного оружия больше нет. Я считаю, что без нашего ядерного оружия в мире будет безопаснее, даже если у других стран какое-то его количество останется. Самые заманчивые из возможных мишеней для внезапной атаки — это, например, ядерные авианосцы, а такие мишени есть, в основном, именно у нас. Избавившись от таких мишеней, мы существенно сократим шансы того, что в открытом море или в Персидском заливе начнется война.

От оружия можно избавиться двумя способами: в одностороннем порядке или достигнув многосторонней договоренности. Оба этих способа в течение последний пятидесяти лет пытались применять, иногда успешно. Я вкратце изложу вам четыре примера из истории. Первый касается 1963 года, когда я работал в Ведомстве США по контролю над оружием и разоружению. В то время в ходе гонки вооружений делались всё более и более крупные водородные бомбы. Советский Союз тогда лидировал, сделав бомбу в 65 мегатонн, заявленную как прототип бомбы в 100 мегатонн. Мы опасались, что следующим шагом гонки будет бомба в одну гигатонну, слишком тяжелая, чтобы ее мог нести самолет или ракета. Гигатонные бомбы можно было бы разместить в больших подводных контейнерах или автоматических подводных лодках без экипажа и разрушать с их помощью приморские города, вызывая гигантские цунами. Но даже самые кровожадные генералы ВВС и адмиралы ВМС не хотели таких бомб. Президент Кеннеди и председатель [Совета Министров] Хрущев достигли договоренности о запрете ядерных испытаний в атмосфере, положившей конец этому безумию. Все последующие ядерные испытания приходилось проводить под землей. А подземные испытания на практике ограничены результатом примерно в десять мегатонн. После этого гонка вооружений понеслась в другом направлении — в сторону меньших и менее мощных бомб. Но Кеннеди и Хрущев упустили возможность договориться о полном запрете ядерных испытаний, который намного сильнее замедлил бы гонку вооружений.

Мой второй пример касается уничтожения биологического оружия, которое осуществил президент Никсон в 1969 году. Это было одностороннее решение, принятое Никсоном тихо, без всякого шума. Не потребовалось ни международных переговоров, ни процедуры ратификации Сенатом. Противники этого решения не получили возможности публично высказать свои возражения или в законном порядке задержать принятие этого решения. Никсон просто объявил, что все государственные программы, связанные с биологическим оружием, должны быть прекращены, а все его запасы уничтожены. Это произошло благодаря тому, что у гарвардского биолога Мэтью Мезельсона был на полуострове Кейп-Код летний дом, дача, как вы бы это назвали, по соседству с Генри Киссинджером, который был у Никсона советником по национальной безопасности. Мезельсон убедил Киссинджера, что пора избавиться от биологического оружия, а Киссинджер убедил Никсона. В ходе посвященного этому вопросу заседания Конгресса Мезельсон спросил армейских генералов, отвечавших за программу по биологическому оружию: «Как конкретно вы планируете применять это оружие?» — и им нечего было ответить. Генералы были вынуждены признать, что даже если бы на нас напали, применив биологическое оружие, у них не было никаких реалистичных планов применения в ответ на это нашего собственного биологического оружия. Из чисто военных соображений наше собственное оружие было бесполезным. Через три года после того, как Никсон принял это решение, в 1972 году, он договорился о принятии международной конвенции, объявившей биологическое оружие вне закона, и Советский Союз подписал эту конвенцию. Нельзя было проверить, выполняются ли условия этой конвенции, и на самом деле в Советском Союзе после этого продолжалась секретная программа по биологическому оружию. И всё же с этой конвенцией нам было намного лучше, чем без нее. Советская программа оставалась тайной, никакой открытой развертки биологического оружия не было. Угроза применения биологического оружия террористами сохраняется, но эта угроза была бы намного серьезнее, если бы у нас по-прежнему были собственные запасы биологического оружия, которое террористы могли бы украсть.

В третьем примере, который я приведу, попытка избавиться от вооружений не увенчалась успехом. В 1986 году президент Рейган и председатель [Президиума Верховного Совета, в то время генеральный секретарь ЦК КПСС] Горбачев провели встречу в Рейкьявике, чтобы договориться о соглашении по контролю над вооружениями. Рейган был горячим сторонником полного уничтожения ядерного оружия, и у Горбачева были похожие взгляды. Они сбежали от своих советников и стали беседовать один на один. Они подошли очень близко к соглашению об уничтожении всего своего ядерного оружия всех типов. Но им не удалось прийти к этому соглашению, по двум причинам. Во-первых, у них обоих были официальные советники, которые смертельно боялись любых кардинальных изменений status quo. Во-вторых, Рейгану была очень дорога его программа противоракетной обороны — «Звездных войн», от которой он не захотел отказываться, в то время как Горбачев опасался, что система «Звездных войн» может быть преобразована в систему нападения для нанесения первого удара. Страхи Горбачева были преувеличены, но не были необоснованны. Из-за своей неуступчивости со «Звездными войнами» Рейган упустил шанс изменить ход истории.

В четвертом примере от вооружений удалось избавиться с полным успехом. Это случилось в 1991 году, когда американским президентом был Джордж Буш-старший. За два года до этого Горбачев разрешил Германии воссоединиться и разрушить Берлинскую стену, на чём холодная война, по сути, и закончилась. Президент Буш решил, что для армии и надводного флота Соединенных Штатов настало время избавиться от всех тактических ядерных систем. В результате около половины всех наших вооружений, приведенных в боевую готовность, были в одностороннем порядке сняты за один день. Это было крупнейшее ядерное разоружение в истории. За несколько лет до того, как это случилось, я посетил ракетный крейсер «Принстон», стоявший в гавани Лонг-Бич. Этот крейсер был назван в честь города, в котором я живу. На нём было 98 крылатых ракет «Томагавк» в двух больших ящиках, в одном 49 с ядерными боеголовками, а в другом 49 с неядерными. Капитан должен был стараться не забыть, в каком какие. В любой момент могла произойти какая-нибудь случайность, из-за которой на море началась бы ядерная война. Армейское тактическое ядерное оружие, приведенное в боевую готовность во многих открытых местах по всему миру, представляло не меньшую опасность. Теперь ничего этого больше нет. Теперь и в армии и в надводном флоте радуются, что избавились от ядерного оружия. Они могут теперь намного лучше выполнять свою работу, без затруднений, связанных с заботой о ядерном оружии. Никто не хочет вернуть это оружие обратно. Буш позаботился о том, чтобы объявить эту операцию в то самое время, когда было урегулировано дело по иску против табачной промышленности. Так что американские СМИ сконцентрировали свое внимание на этом табачном деле, и ядерное разоружение проскочило незамеченным. Через некоторое время Горбачев ответил на это тем, что, в свою очередь, убрал советское тактическое ядерное оружие.

Эти четыре примера убеждают меня в том, что действия, предпринимаемые в одностороннем порядке, обычно приближают кардинальное разоружение эффективнее, чем многосторонние переговоры. Разумеется, нужно пытаться действовать обоими способами, оба они нужны. Самый последний шаг в направлении уничтожения ядерного оружия был сделан в 2006 году Максом Кампельманом, который был вместе с Рейганом в Рейкьявике и был уполномоченным Рейгана на тех переговорах по контролю над вооружениями. Кампельман опубликовал вместе с несколькими другими заслуженными государственными деятелями, в число которых входили Генри Киссинджер, Уильям Перри, Сэм Нанн и Джордж Шульц, бывший при Рейгане госсекретарем, декларацию, призывающую сделать уничтожение ядерных вооружений во всём мире целью внешней политики Соединенных Штатов. Они предложили вернуться к переговорам с Россией, которые велись в Рейкьявике, и затем привлечь другие страны, чтобы достигнуть многостороннего соглашения об уничтожении ядерных вооружений. По-моему, они слишком усердно подчеркивали, как приводить такое соглашение в исполнение и следить за тем, что оно выполняется. Было бы лучше начать с односторонних шагов, никого ни к чему не принуждая. В мире было бы намного безопаснее, если бы основные ядерные арсеналы не были открыто приведены в боевую готовность, даже если бы в Израиле и Иране при этом остались какие-то запрятанные запасы. Не существует разумного способа привести такое соглашение в исполнение, если Израиль и Иран не захотят участвовать. Каждая страна должна иметь права не присоединиться к соглашению или выйти из него в шестимесячный срок. Возможность выхода прописана отдельным пунктом во всех соглашениях по контролю над вооружениями, из очень веских соображений.

Главную трудность, которую нужно преодолеть, если мы хотим убедить американскую или российскую общественность избавиться от наших ядерных вооружений, составляет глубокое убеждение, что ядерные вооружения в какой-то степени обеспечивают нашу безопасность. Это убеждение поддерживается несколькими мифами, особенно мифом о том, что американское ядерное оружие в Хиросиме и Нагасаки привело к концу второй мировой войны. Недавние исследования историка Хасегавы и других убедили меня в том, что этот миф не соответствует действительности. Важнейшее свидетельство содержится в подписанном в августе 1945 года официальном рескрипте императора Хирохито, обращенном к его вооруженным силам, где им приказано сдаться. В этом рескрипте не упомянуты ядерные бомбы, в нём подчеркивается аналогия между ситуацией, сложившейся в 1945 году, и ситуацией, сложившейся в 1895 году в конце китайско-японской войны. Потому что Хирохито очень хорошо знал японскую историю. В 1895 году Япония разбила Китай и заняла Манчжурию. Европейские державы под предводительством России вмешались в эту войну и вторглись в Манчжурию. Русские заняли Порт-Артур. Великий император Мэйдзи, который превратил Японию в современную державу, принял унизительный мир. Заключив позорный мир с европейцами, Мэйдзи не дал русским вторгнуться в Японию. Язык рескрипта Хирохито показывает, что он помнил об этой аналогии, когда принимал решение сдаться. Его заботила прежде всего история, а не технологии. Решающим фактором были не бомбежки Хиросимы и Нагасаки, а объявленная русскими война и их вторжение в Манчжурию.

Есть и еще несколько мифов, которые нужно развенчать. Есть миф о том, что если бы Гитлер получил ядерное оружие раньше, чем мы, то он мог бы с его помощью покорить мир. Намного вероятнее, что если бы у Гитлера было ядерное оружие, он с его помощью убил бы множество людей в Лондоне и здесь, в Москве, вероятно и меня в том числе, но наши войска закончили бы войну на год раньше, дойдя до Берлина в 1944 году, а не в 1945-м. Есть и еще один миф, о том, что изобретение водородной бомбы изменило саму природу ядерных вооружений. На самом деле, если посмотреть на наши нынешние запасы ядерного оружия, они почти ничем не отличаются от тех, что были бы, если бы водородную бомбу так никогда и не изобрели. Есть также миф о том, что международные соглашения об уничтожении вооружений не имеют смысла, если строжайшим образом не следить за их выполнением. Но на самом деле за выполнением многих международных соглашений никто не следит, и их даже нарушают, но они, тем не менее, продолжают приносить пользу. Хорошим примером может служить соглашение Раша–Бэгота от 1817 года, которое позволило сохранить мир на границе между Соединенными Штатами и Канадой. Так что все эти мифы не соответствуют действительности. Когда они будет развенчаны, тогда, быть может, станут возможны решительные шаги в сторону мира без ядерных вооружений. Но чтобы это случилось, миролюбивые граждане и прагматичные президенты и военные должны вместе работать над этим.

Мое время подошло к концу, и я не стану пытаться вкратце изложить те уроки, которые вы могли извлечь из этих пяти ересей. Главный урок, который мне хотелось бы до вас донести, состоит в том, что наше далекое будущее не предопределено. Правила всемирно-исторической игры меняются каждые десять лет непредсказуемым образом. Все модные сегодня проблемы и все господствующие сегодня догмы, вероятно, устареют лет за двадцать. Мои ереси, вероятно, тоже устареют. Наше будущее в руках наших детей и внуков. Мы должны дать им свободу поиска своих собственных ересей.

Спасибо.

*  *  *

В. А. Рубаков. Ну что же, теперь вопросы. Я знаю, что Фримен Дайсон с удовольствием отвечает на вопросы, самые провокационные, поэтому не стесняйтесь, задавайте вопросы. Имеется в виду, конечно, в русле сегодняшнего разговора.

Голос из зала. Вы знаете, есть очень простой способ решить проблему ядерного оружия. Очень простой. Две наши страны должны стать одной страной. (Смех в зале, аплодисменты.) Тогда этой проблемы никогда не будет. Это правда реальное предложение. Об этом, возможно, стоит подумать.

В. А. Рубаков. Я прошу вот что, товарищи, вы уж извините, пожалуйста. Я прошу задавать вопросы. Каждый имеет много своих интересных точек зрения, обсуждать их можно...

Голос из зала. Простите, я повторю по-русски. Это вопрос!

В. А. Рубаков. Нет, это не вопрос. Всё-таки давайте мы будем держаться вопросов. Не высказывать свои точки зрения, а задавать вопросы докладчику.

Голос из зала. Простите, я предложил объединить страны — Россию и Соединенные Штаты. И это мгновенно ликвидирует проблему ядерного оружия.

В. А. Рубаков. Я прошу задавать вопросы.

Вопрос. Что вы можете сказать на тему «кризис в соотношении естественного и искусственного интеллекта»?

Ф. Дайсон. Ну, в этой области я не специалист. Но мне вполне ясно, что то, что заявляли раньше по поводу искусственного интеллекта, было преувеличением. Пятьдесят лет назад нам говорили, что компьютеры сравняются по интеллекту с людьми, но этого не произошло. И мне было бы сложно поверить, что это произойдет в ближайшие пятьдесят лет. Я не стал бы отвечать за более долгий срок. Компьютеры лучше нас умеют играть в шахматы, это верно. Но для этого нужен очень ограниченный набор способностей. Нам приходится делать вещи более сложные, чем игра в шахматы.

Вопрос. Не был ли бы это лучший способ избавиться от ядерного оружия — взять всё это оружие, всё существующее, и использовать его как топливо для космического корабля, такого как «Орион»?

Ф. Дайсон. Да, я могу кое-что пояснить по поводу «Ориона». «Орион» был проектом, в котором я принимал участие пятьдесят лет назад, целью которого было сконструировать космический корабль, в котором ядерное оружие использовалось бы в качестве движущей силы. И это был бы прекрасный способ разоружения, я согласен с вами. Если бы это оказалось политически осуществимо, это был бы прекрасный способ избавиться от ядерного оружия. И мы, собственно, именно к этому и стремились. Но, к сожалению, конечно, были политические причины, по которым этот корабль так и не полетел.

Вопрос. Профессор Дайсон, спасибо вам большое, во-первых, за вашу очень интересную лекцию, особенно за вашу скептическую позицию относительно этой ужасной шумихи вокруг глобального потепления и очень интересную идею о додарвиновской эволюции. И у меня есть вопрос. Лет тридцать назад Андрей Сахаров написал рецензию на вашу очень интересную книгу «Вмешательство во Вселенную», где он привел некоторые вопросы и некоторые возражения и обсуждения. Мы опубликовали эту книгу здесь, в отделении теоретической физики. И есть такой вопрос, поднятый Сахаровым, о мировом правительстве и совершенно независимых правительствах, какой вариант более безопасен. И вопрос в том, что по прошествии тридцати лет, когда мы видим, что идея прав человека преодолевает границы и теперь становится общей нормой, теперь мы видим, что есть немало общих норм Европейского Союза, есть общие нормы для государств. Вы не упомянули в своей лекции слов «права человека». Согласны ли вы, что права человека — это настоящий фундамент для построения в будущем более безопасного мира?

Ф. Дайсон. Спасибо. Здесь на самом деле два вопроса. Первый состоит в том, ведет ли в действительности нынешний постепенный подход к международным нормам к созданию мирового правительства. Я не знаю, я не могу ответить на этот вопрос. Лишь история покажет. Я думаю, что безусловно есть небольшое продвижение в этом направлении. Но, с другой стороны, есть также тот факт, что маленькие страны в целом управляются эффективнее, чем большие. И что есть большие преимущества в том, чтобы быть маленькой страной. Поэтому вполне может быть, что мир по большей части останется разделенным на маленькие страны. Посмотрим. И я не думаю, что есть какие-то принципиальные причины, по которым развитие должно пойти по одному из этих путей, а не по другому. Но безусловно справедливо, что права человека должны быть основной задачей государства. Что также очень помогает двигаться в этом направлении. И можно видеть, что на самом деле когда международное сообщество всерьез берется за что-либо, это очень часто бывает содействие правам человека. Так что я безусловно сторонник всего этого. Но мне нечего было сказать оригинального.

Вопрос. Профессор Дайсон, я не согласен с вами по поводу вашей идеи, что ядерное оружие есть одна из величайших угроз человечеству. Вспомним, например, Индию и Пакистан, которые воевали несколько десятков лет, и только после того, как обе страны объявили, что у них есть ядерное оружие, был установлен какой-то мир. А что случилось бы, если бы одна из этих стран вдруг отказалась от обладания ядерным оружием? Я бы предположил, что эта страна просто перестала бы существовать всего через пару часов. Спасибо.

Ф. Дайсон. Конечно, никто не может сказать, так это или нет. И мы не можем заново переписать историю. Но, безусловно, многие страны, которые отказались играть в игру с ядерным оружием, добились процветания и не подвергли себя какой-либо заметной опасности. В эту игру нельзя играть наверняка, она всегда сопряжена с риском. Но есть один замечательный пример страны, которая сама избавилась от своего ядерного оружия. Это ЮАР. И эта страна, безусловно, добилась поразительно многого за последние тридцать лет, как в области прав человека, так и в области безопасности. И она избавилась от ядерного оружия. Мне бы хотелось, чтобы другие страны последовали ее примеру.

Вопрос. Профессор Дайсон, я давно, еще с юности, всегда восхищался вашими работами, как в области науки, так и в области литературы. То, что вы сегодня рассказывали, крайне интересно. Я благодарю вас за замечательный еретический доклад и хочу спросить у вас, знакомы ли вы с не менее еретическими идеями замечательного русского ученого Владимира Ивановича Вернадского о ноосфере, которые, по-моему, соответствуют вашим убеждениям?

Ф. Дайсон. Ответ — да. (Смех, аплодисменты.) Простите, что я не сослался на него в своей лекции. Мне бы хотелось это исправить.

Вопрос. У меня следующий вопрос о будущем. Сейчас много изучают то, что наш разум связан с агрессией, и агрессия и разум идут рука об руку. И есть много рассуждений о том, что, может быть, именно в связи с этим мы и не видим никаких других цивилизаций, потому что если более продвинутые цивилизации возникали, они, быть может, сами себя уничтожили, в связи с агрессией. Но, с другой стороны, что мы будем делать, если у нас не будет никакого вооружения на всей нашей прекрасной планете, и вдруг мы встретимся с другой цивилизацией, более агрессивной, или с агрессией, исходящей из космоса. Итак, в любом случае нам нужно какое-то оружие, чтобы предотвратить это. Что вы думаете об этой угрозе?

Ф. Дайсон. Ответ — я не знаю. (Смех, аплодисменты.) Если внеземные цивилизации существуют, то у нас, вероятно, будет время узнать их прежде, чем они смогут причинить нам вред. И нам надо будет, насколько возможно, подготовиться к этому. Если же случится так, что мы столкнемся с внеземной цивилизацией внезапно, тогда нам останется быть готовыми к неожиданностям и надеяться на лучшее. К этому мы никак не можем подготовиться. И, возможно, если нам понадобиться обороняться, нам не сильно поможет иметь наготове множество оружия, потому мы не сможем вовремя применить его.

Вопрос. Закономерный вопрос к лауреату Темплтоновской премии: как по вашему мнению, совместимо ли религиозное мировоззрение с научным, в одном человеке?

Ф. Дайсон. Ответ, разумеется, в том, что это всецело зависит от самого человека. История знает много ученых, которые также были верующими, были очень религиозными людьми. Но, разумеется, у них у всех были разные убеждения. Так что тут нельзя выделить какой-то общий случай. Что совершенно ясно, это что если мы возьмем, например, Исаака Ньютона, образ мыслей которого нам известен подробно, потому что он много написал, как о религии, так и о науке, для него эти две вещи отнюдь не были несовместимы. И, конечно, мы не можем согласиться со всеми его религиозными убеждениями, но его научные убеждения мы вполне разделяем. Вот в чем разница: религия — вещь личная, а наука — предполагается, что безличная, но то и другое может вполне успешно сосуществовать в одном человеке.

Вопрос. Господин Дайсон, у меня вопрос о ваших ожиданиях относительно прогресса биотехнологий. Те же ожидания возлагались на промышленное развитие, что все станут богатыми и здоровыми, а затем те же ожидания возлагались на область компьютерной техники. Но на деле мы видим, что эти ожидания не оправдались, ни те, ни другие. Этого так и не произошло. Поэтому, опасаетесь ли вы, быть может, что развитие биотехнологий может увеличить существующее неравенство, неравенство материальное и неравенство в образовании?

Ф. Дайсон. Да, такая опасность есть. Можно представить себе будущее, в котором лишь богатым будут доставаться хорошие гены. И это быстро приведет к ситуации из романа Уэллса «Машина времени», где человеческий вид разделился на две части, богатых, у которых гены, что называется, хорошие, и бедных, оставшихся за бортом, с плохими генами. Это, безусловно, возможно, и мы должны очень постараться, чтобы этого не случилось. В этом я вижу фундаментальную опасность, связанную с биотехнологиями, в сочетании с экономическим неравенством. И я бы сказал, что самый первый принцип должен состоять в равном доступе к биотехнологиям для всех нас. Неравный доступ должен быть запрещен. И это, конечно, будет непросто. За это нам придется бороться.

Вопрос. У меня вопрос о глобальном потеплении. Я знаю, что многие люди поддерживают идею глобального потепления. Я также знаю, что есть люди, которые относятся к ней скептически. К сожалению, обсуждение напоминает разговор глухих. Те, кто высказывается за или против, выражают собственные мнения, но требуется, чтобы они прислушивались к аргументам противоположной стороны. Что бы вы сказали об идеи какой-нибудь совместной научной конференции и обсуждения между сторонниками и противниками глобального потепления? Поддержали бы вы такую конференцию своим именем?

Ф. Дайсон. Простите, но я не особенно стремлюсь быть политиком. А проблема глобального потепления, к сожалению, стала очень серьезно вовлечена в политику.

Вопрос. Так вы считаете, что в ней нет научного вопроса?

Ф. Дайсон. В ней есть научные вопросы, и я был бы рад заниматься ими, но это трудно. Трудность здесь в получившемся смешении науки и политики.

Вопрос. Профессор Дайсон, во-первых, большое вам спасибо за замечательную лекцию и за поистине замечательную жизнь в науке. Я так счастлив, что она была столь длинной, что мы смогли услышать вас и увидеть вас лично. А вопрос у меня такой: почему вы не упомянули самые еретические из ваших идей, такие как сфера Дайсона, сценарий развития Вселенной Дайсона и все эти вещи?

Ф. Дайсон. Ну, меня просили, чтобы лекция длилась не больше часа. (Смех.) Так что мне пришлось быть кратким.

Вопрос. У меня вопрос о том, как защитить молекулярную биологию или биотехнологии от злоупотреблений.

Ф. Дайсон. Ответ, разумеется, в том, что это проблема законодательства и его исполнения. У нас есть очень хорошие законы, во многих странах есть законы, строго запрещающие эксперименты на людях, или призывы к экспериментам на людях, чтобы биологией не злоупотребляли на человеческом уровне. Эти законы исполняются. Люди, которые их нарушают, попадают в тюрьму. Так что всё это очень хорошо работает на человеческом уровне. Но, разумеется, возникает множество вопросов, связанных с применением биотехнологий к другим живым существам. И нам нужно искать пути их решения. Но это чисто этические и юридические, а не научные вопросы. Так что они не очень-то по моей части. По-моему, лучше всего не стремиться устанавливать слишком обобщенные правила. Например, если решить, что генетически модифицированные продукты — это плохо, и принять против них закон, это будет весьма прискорбно. Нужно делать законы, специфически относящиеся к конкретным вопросам.

Вопрос. Так много людей в наши дни зависимы от компьютеров. А вы говорили о генетических технологиях, которые станут доступны и одомашнены, доступны даже для домохозяек. Не станут ли они источником точно такой же зависимости, как компьютерные игры наших дней?

Ф. Дайсон. Ответ — да. И, по-моему, это было бы на самом деле совсем неплохо, если бы люди выработали более сильную зависимость от животных и растений. У многих из нас уже есть такая зависимость, но многим из нас не повредит, если она станет сильнее.

Вопрос. Господин Дайсон, вы призвали уничтожить ядерное оружие. Но технологии в последнее время становятся всё более доступными. В 1976 году вы были научным руководителем знаменитого «атомного студента», Джона Филлипса, который почти что создал атомную бомбу, и он в своих воспоминаниях сказал, что вы хорошо отзывались о его работе. Скажите, а насколько реальна опасность ядерного терроризма в будущем, и можно ли ее как-то предотвратить? Сколько нам лет осталось жить?

Ф. Дайсон. Разумеется, я не знаю ответа. И никто его не знает, это вопрос для истории. Всё, что я могу сказать, это что я считаю, что если мы сможем законным путем избавиться от ядерного оружия, наша жизнь станет намного безопаснее. При этом по-прежнему сохранится угроза ядерного терроризма, но террористы не смогут причинить столько вреда. Вот всё, что я могу сказать. Это утверждение сравнительного свойства. Неправда, что у меня был какой-то такой студент, это преувеличение. Но у меня был студент, это правда, который очень хорошо умел выведывать секреты. И он удивлял меня, выведывая множество секретной информации, не имея к ней официального допуска. Но он не разрабатывал никакого оружия. Он был инженером, у него есть преуспевающая компания, которая разрабатывает, насколько я помню, принадлежности для мотоциклов. (В действительности компания Джона Филлипса ("Aristotle, Inc.") занимается политтехнологиями. — Прим. перев.)

Вопрос. Профессор Дайсон, если я не ошибаюсь, среди ваших идей есть одна о некоторых тенденциях в биологии. Одна вещь, связанная с генетикой, для меня особенно непонятна. Вы говорили о генетике, работающей намеренно, с определенными целями. Но зачем это, зачем увеличивать число живых существ?

Ф. Дайсон. Каждый может решать это для себя. Я не говорю, что какая-то определенная программа имеет смысл. Но я говорю, что когда эти технологии станут доступны каждому, люди будут решать, что с ними делать. Я не пытаюсь научить их, как применять эти технологии.

Вопрос. Простите, если я не расслышал, что касается космоса в ваших ересях. Что вы можете сказать о космосе? О космосе в нашем будущем, в промышленности, технологиях, может быть, об управлении климатом и каких-то разработках источников энергии?

Ф. Дайсон. Ну, что касается космоса, то мне нечего сказать особенно нового. Всё это зависит от наличия дешевой системы общественного транспорта, позволяющей попасть с земли в космос, по цене, доступной для многих людей. Нам нужно перейти от отдельных космических аппаратов к публичным магистралям, в точности как это случилось с поездами и с самолетами. И я не знаю, как это сделать, не знаю, сколько это займет времени. Может быть, пятьдесят лет, может быть, сто, мы знаем, что технически это возможно. Но, как и с любым крупным предприятием, оно должно начаться с малого, а затем стать крупным. И пройти через эту стадию роста трудно.

В. А. Рубаков. Я прошу прощения, нам нужно будет в какой-то момент заканчивать, поэтому пусть у нас будет, наверное, последняя пара вопросов.

Вопрос. Профессор Дайсон, вы говорили много еретических вещей. Как вы относитесь к великому американскому физику-теоретику Эверетту и его теории множественных миров?

Ф. Дайсон. Не стану вдаваться в технические подробности, но я могу сказать, что это, вероятно, с прагматической точки зрения корректно. Эта концепция непротиворечива, но я не думаю, что она может иметь какое-то значение для практики. У нее нет практических следствий.

Вопрос. Профессор Дайсон, я хотел бы от души поблагодарить вас за ваш вклад в нашу цивилизацию, не только в нашу науку. И вот мой вопрос: как вы думаете, возможно ли существование в некой великой стране администрации и правительства без коррупции?

(Смех, аплодисменты.)

Ф. Дайсон. Пожалуй, я ничего не скажу об этом. Если бы я был историком, я бы, вероятно, нашел примеры, но я не стану пытаться это сделать.

Перевод Петра Петрова - Источник

Текст лекции в оригинале (по-английски)

Читать далее >>