Эпилог

Есть одна старая загадка о монахе, который однажды на рассвете отправляется из своего монастыря в храм на вершине высокой горы. Тропа на вершину одна, довольно узкая и извилистая, и монах идет неспешно, ибо витки тропы забираются вверх круто, но незадолго до заката добирается к храму. На следующее утро он спускается по тропе, вновь отправившись на рассвете, и к закату оказывается у себя в монастыре. Вопрос: есть ли место на тропе, которое монах пройдет в одно и то же время и на пути туда, и на пути обратно? Задачка не определить точное место, а лишь сказать, есть такое место или нет.

Эта загадка не из тех, что построены на уловке, или скрытой информации, или неожиданной интерпретации какого-нибудь слова. На тропе нет алтаря, у которого монах молится каждый полдень, вам не нужно ничего знать о скорости восхождения или спуска, никаких недостающих вводных, о которых вам придется догадаться, чтобы найти ответ. Она, эта загадка, и не из тех, в которых вам рассказывают, что А и Б сидели на трубе, А упало, Б пропало, а потом спрашивают, что осталось на трубе, и ответ – «и». Нет, здесь история без особых затей, и вы, вероятнее всего, с первого раза узнали все необходимое, чтобы найти ответ.

Подумайте чуточку, ибо ваш успех в отгадывании, как и ответы на многие вопросы, на которые пытались ответить ученые за многие века, может показать, насколько вы терпеливы и настойчивы. Еще важнее вот что: как знают все хорошие ученые, от этого будет зависеть ваша способность задавать правильные вопросы, шагнуть назад и смотреть на задачу под слегка другим углом. Стоит это проделать, и ответ дастся вам легко. Именно найти этот угол – вот что может быть непросто. Вот почему создание Ньютоновой физики, Периодической таблицы Менделеева и теории относительности Эйнштейна потребовало появления людей с могущественным интеллектом и оригинальностью мышления, но все же и то, и другое, и третье доступно пониманию – их может объяснить любой студент колледжа, изучающий физику и химию. И потому то, на чем вывихивает ум одно поколение, становится общим знанием для следующего, а ученым по силам взбираться все выше и выше.

Чтобы отыскать ключ к загадке про монаха, лучше не проигрывать в уме картинку, как монах карабкается в гору, а назавтра спускается с нее, а проделать мысленный эксперимент и вообразить происходящее иначе. Представим, что у нас два монаха – один поднимается, второй спускается, оба отправляются в путь на рассвете одного и того же дня. Очевидно, они встретятся по дороге. Точка, в которой они минуют друг друга, и есть то самое место, которое пройдет монах в одно и то же время оба раза. И потому ответ – «да».

То, что монах окажется в определенной точке пути в одно и то же время и на пути к храму, и при спуске, может показаться маловероятным совпадением. Но стоит дать уму волю и разрешить ему пофантазировать о двух монахах, один поднимается, второй спускается, в один и тот же день, станет ясно, что это не совпадение – это неизбежность.

В некотором смысле развитие человеческого постижения стало возможным благодаря череде таких фантазий, каждая рождена кем-то, способным смотреть на мир чуточку иначе. Галилей воображал предметы, падающие в теоретическом мире, где нет сопротивления воздуха. Дальтон воображал, как простые вещества могут взаимодействовать друг с другом, чтобы получались сложные, если всё сделано из невидимых атомов. Гейзенберг воображал, что царством атома правят диковинные законы, не имеющие ничего общего с повседневностью. Один конец спектра причудливого мышления называется «псих», другой – «провидец». Именно искренними усилиями долгой череды мыслителей, чьи идеи рождаются в разных точках внутри этого спектра, наше понимание мироздания добралось туда, где оно сегодня.

Если я достиг своей цели, всё, изложенное на предыдущих страницах, напитало вас почтением к корням человеческой мысли о физическом мире, вопросами, какие задают себе те, кто этот мир изучает, сутью теорий и исследований, а также наблюдениями, как культура и система верований влияют на человеческий поиск. Это важно для понимания многих общественных, профессиональных и нравственных вопросов нашего времени. Но большая часть этой книги – о том, как думают ученые и новаторы.

Двадцать пять веков назад Сократ уподобил движение человека по пути жизни без критического и системного мышления искуснику – гончару, например, кто трудится в своем ремесле, не следуя потребным для своего дела методикам. Горшки лепить – дело нехитрое, как может показаться, ан нет. Во времена Сократа нужно было добыть глину в раскопе под Афинами, поместить ее на специальный круг, вращать его с точной скоростью, нужной для создания изделия определенного диаметра, а потом вытирать его губкой, снимать с круга, обрабатывать щеткой, глазуровать, сушить и дважды обжигать в печи, всякий раз – при правильных температуре и влажности. Стоит отступить от любой из этих процедур, и горшок выйдет кривой, с трещинами, плохо прокрашенный или же попросту уродливый. Могучее мышление, отмечал Сократ, – тоже искусство, да такое, что стоит творить его хорошо. В конце концов мы все знаем людей, кто, применяя его так себе, сотворили себе жизни кривые или как-то еще печально ущербные.

Немногие из нас изучают атом или природу пространства и времени, но все мы создаем теории о мире, в котором живем, и применяем эти теории и в деле, и в потехе, и когда решаем, во что вкладываться, как питаться здоров о, и даже пытаясь понять, что делает нас счастливыми. Как и ученым, нам в жизни тоже приходится новаторствовать. Например, мы соображаем, что бы такого приготовить на ужин, когда нет времени или сил, импровизируем презентацию, когда подевали куда-то свои записи, и ни один компьютер не под рукой, – или же что-то совершенно меняющее жизнь, как, допустим, пытаемся понять, когда именно оставить умственный багаж прошлого, а когда оставаться в традициях, что питают и поддерживают нас.

Сама жизнь, особенно современная, ставит перед нами интеллектуальные задачи, подобные тем, какие решают ученые, даже если мы себя учеными не считаем. И потому из всех уроков, которые можно извлечь из этого приключения, вероятно, важнейшие – те, что явили нам нравы знаменитых ученых: гибкость и открытость мышления, терпение, недостаток привязанности к чужим убеждениям, способность менять свои взгляды – и веру, что ответы есть и мы можем их добыть.

Каково наше сегодняшнее понимание Вселенной? ХХ век видел громадные прорывы по всем фронтам. Стоило физикам решить загадку атома и разработать квантовую теорию, эти рывки вперед сделали возможными и другие, а потому поступь научного познания весь век делалась все более прыткой.

Новая квантовая техника – электронный микроскоп, лазер, компьютер – позволила химикам разобраться в природе химической связи и в роли, которую играет форма молекулы в химических реакциях. Тем временем методов контролируемого проведения реакций прибавилось так, что дух захватывает. К середине века мир совершенно подменили. Мы перестали полагаться на природу и научились создавать новые искусственные материалы с нуля и приспосабливать старые к новым применениям. Пластмассы, нейлон, полиэстер, закаленная сталь, вулканизированная резина, очищенный бензин, химические удобрения, дезинфицирующие средства, антисептики, хлорированная вода – список можно продолжать и продолжать, а в результате возросло производство пищевых продуктов, смертность рухнула, а продолжительность жизни резко увеличилась.

В то же время биологи добились громадных успехов в понимании работы клетки как молекулярной машины, разобрались, как из поколения в поколение передается генетическая информация, и описали в деталях устройство нашего биологического вида. Сегодня мы умеем анализировать фрагменты ДНК, добытые из телесных жидкостей, и определять таинственных возбудителей заболеваний. Мы знаем, как вводить участки ДНК в ДНК существующих организмов и тем самым создавать новые. Мы умеем помещать оптоволокно в мозг крысам и управлять ими, как роботами. А можем сидеть у компьютера и смотреть, как мозг человека рождает мысли или переживает чувства. Мысли мы в некоторых случаях можем даже читать.

Но, хотя мы зашли так далеко, думать, будто приблизились к каким-либо окончательным ответам, – почти наверняка заблуждение. Такие мысли человек позволял себе всю историю существования человечества. В древние времена вавилоняне не сомневались, что Земля создана из трупа богини Тиамат. Тысячи лет спустя, после того, как греки добились невероятных успехов в понимании природы, многие в той же мере не сомневались, что все предметы земного мира состоят из некоторого сочетания земли, воздуха, огня и воды. А еще через две тысячи лет ньютонианцы полагали, что все случившееся и все, что случится в будущем, от движения атомов до орбит планет, может быть в принципе объяснено и предсказано применением Ньютоновых законов движения. За эти верования пылко держались – и все они оказались ложными.

В какое бы время ни жили, мы, люди, склонны верить, что стоим на вершине постижения – пусть воззрения людей, живших до нас, и были неполны, уж наши-то ответы точно верны, и их никому не превзойти. Ученые – даже великие – не менее подвержены такого рода спеси, как и кто угодно. Вы посмотрите на заявление Стивена Хокинга в 1980-х, что к исходу века физики добудут «теорию всего».

И что, стоим ли мы, как предположил Хокинг несколько десятилетий назад, на пороге разгадки всех наших фундаментальных вопросов о природе? Или мы в том же положении, что и на рубеже XIX и XX веков, когда теории, казавшиеся нам истинными, того и гляди будут заменены чем-то совершенно иным?

На горизонте науки облаков не одно и не два, и, судя по ним, мы, скорее, реализуем второй сценарий. Биологи по-прежнему не знают, как и когда на Земле впервые возникла жизнь, и насколько она возможна на других планетах, подобных нашей. Они не знают эволюционных преимуществ, приведших к развитию полового воспроизводства. Быть может, важнее всего вот что: они не знают, как мозг производит переживания ума.

В химии тоже хватает вопросов без ответов – от тайны, как молекулы воды образуют водородные связи с соседями, от чего у этой жизненно важной жидкости есть ее волшебные свойства, до загадки, как длинные цепи аминокислот складываются так, чтобы получались те самые белки, похожие на спагетти, от которых зависит наша жизнь. Но, похоже, самые потенциально взрывоопасные вопросы – из области физики. Открытые вопросы этой науки вполне могут заставить нас пересмотреть все, что, как нам кажется, мы знаем о самых фундаментальных сторонах природы.

К примеру, нам удалось соорудить очень успешную Стандартную модель сил и материи, которая объединяет электромагнетизм и две ядерные силы, но почти никто не думает, что эту модель можно считать исчерпывающей. Один из ключевых ее недостатков в том, что она не включает в себя гравитацию. А еще в ней имеется множество подгоночных параметров – «поправочных коэффициентов», зафиксированных на основании экспериментальных данных, но они не тянут на какую бы то ни было общую теорию. Прогресс же в теории струн/М-теории, даровавший когда-то надежду устранить оба этих недостатка, похоже, застрял, и чаяния многих физиков утратили твердую почву.

В то же время мы подозреваем, что Вселенная, которую нам видно даже при помощи наших самых могучих инструментов, – лишь крошечная доля того, что вообще есть, словно бо́льшая часть сотворенного – эдакий призрачный загробный мир, которому суждено оставаться тайной, во всяком случае – пока. Если точнее, обычные материя и энергия, которые мы засекаем органами чувств и в лабораториях, составляет примерно процентов пять всей материи и энергии Вселенной, тогда как незримая, неуловимая разновидность материи под названием «темная», а также незримая, неуловимая форма энергии, именуемая «темной» же, как это сейчас представляется, – остальные 95 %.

Физики постулируют существование темной материи, потому что материя, которую мы можем видеть в космосе, похоже, притянута гравитацией неведомого происхождения. Темная энергия не менее загадочна. Популярность этого представления восходит к открытию 1998 года, что Вселенная расширяется с ускорением. Это явление можно было бы объяснить с помощью Эйнштейновой теории гравитации – общей теории относительности, которая допускает вероятность, что Вселенная насквозь пронизана энергией причудливой разновидности, от которой возникает «антигравитационный» эффект. Но происхождение и природу этой «темной энергии» нам еще предстоит познать.

Подойдут ли в итоге темная материя и темная энергия под объяснения, которые дают существующие теории – Стандартная модель и Эйнштейнова теория относительности? Или же, как постоянная Планка, рано или поздно приведут нас к совершенно другому видению Вселенной? Окажется ли струнная теория истинной или, если нет, откроем ли мы когда-нибудь единую теорию всех сил природы, такую, в которой не будет поправочных коэффициентов? Никто не знает. Список причин, почему я бы хотел жить вечно, венчает желание дожить до ответов на эти вопросы. Наверное, поэтому я ученый.