Книга: Вселенная Стивена Хокинга
Назад: Моя позиция[51]
Дальше: Моя краткая история

Все ли предопределено на свете?

В пьесе «Юлий Цезарь» Кассий говорит Бруту: «…может человек располагать своей судьбой, как хочет». Но таковы ли мы на самом деле? Или же все на свете для нас предопределено и предназначено? Долгое время в пользу предопределенности (научным языком – детерминизма) служило то, что Бог всемогущ и существует вне времени; поэтому Он точно знает, что должно произойти. Так есть ли у нас свободная воля? А если у нас ее нет, то разве мы ответственны за свои поступки? Вряд ли кого-то можно осудить за то, что ему было предопределено ограбить банк. За что же тогда наказывать грабителя?
В недавние времена детерминизм опирался на научную базу. Казалось, что существуют четкие законы, которые управляют Вселенной и всем тем, что развивается в ней. Хотя мы еще не нашли точную форму всех этих законов, мы уже знаем достаточно, чтобы понять, что происходит практически во всех ситуациях, кроме самых экстремальных. Ответ на вопрос, найдем ли мы оставшиеся законы в ближайшем будущем, зависит от точки зрения. Я оптимист и считаю, что вероятность того, что эти законы будут найдены в ближайшие двадцать лет, составляет пятьдесят процентов. Но даже если и не будут, ничего страшного не произойдет. Главное то, что должен существовать свод законов, который полностью определяет эволюцию Вселенной с самой начальной ее стадии. Может быть, эти законы были «изданы» Богом. Но представляется, что Он (или Она) не вмешиваются в дела Вселенной, чтобы эти законы нарушить.
Возможно, первоначальная конфигурация Вселенной была избрана Богом, а может быть, она была определена законами науки. В любом случае, судя по всему, все во Вселенной затем эволюционировало в соответствии с последними, поэтому трудно до конца считать себя хозяевами своей судьбы.
Представление о том, что существует великая единая теория, определяющая все во Вселенной, порождает много трудностей. Прежде всего такая теория должна быть компактна и элегантна с математической точки зрения. «Теория всего» должна, с одной стороны, быть простой, а с другой – содержать некую изюминку. Но как могут несколько формул отвечать за весь мир во всей его простоте и сложности? Можно ли всерьез верить в то, что великая единая теория предписала Шинейд О’Коннор занять первую строчку хит-парада на этой неделе или поместила Мадонну на обложку журнала Cosmopolitan?
Еще один интересный вопрос: определяет ли единая теория содержание и справедливость наших высказываний? Но почему предопределено, что они должны быть правильными? Скорее, наоборот, потому что на каждое правильное существует множество неверных высказываний. Каждую неделю разные люди присылают мне по почте целую кучу различных теорий. Большинство из них никуда не годится. Тем не менее можно предположить, что великая теория велит авторам считать свои теории правильными. Тогда почему мои высказывания должны считаться более обоснованными? С другой стороны, разве на меня не распространяется действие единой теории?
Третья проблема. Нам кажется, что у нас есть свободная воля, то есть свобода совершать любые поступки. Но если все предопределено законами науки, то свободная воля – всего лишь иллюзия, а если ее у нас нет, где основания полагать, что мы должны отвечать за свои поступки? Мы не наказываем душевнобольных, потому что они ничего не могут поделать со своей болезнью. Но если все предопределено, никто не в силах что-нибудь поделать с самим собой. Почему тогда кто-то за что-то должен отвечать?
Проблемы детерминизма обсуждаются уже много веков. Эта дискуссия имела несколько отвлеченный характер, поскольку мы были далеки от полного знания законов науки и не представляем, как, собственно, все началось во Вселенной. Теперь эти проблемы приобрели еще большую остроту, поскольку появилась возможность найти единую теорию поля в течение ближайших двадцати лет. И мы понимаем, что Вселенная сама могла быть создана в соответствии с научными законами. Далее я попытаюсь, насколько смогу, решить эти проблемы. Я не претендую на какую-либо оригинальность или глубину, но это лучшее, что я могу предложить на данный момент.
Начнем по порядку. Как может относительно простая и компактная теория воссоздать Вселенную во всей ее сложности, причем с массой тривиальных мелочей? Разгадкой является квантовомеханический принцип неопределенности, утверждающий, что мы не можем с одинаковой точностью измерить положение и скорость частицы. Чем точнее мы измеряем положение, тем менее точной получается скорость, и наоборот. В настоящее время, когда объекты достаточно удалены друг от друга, эта неопределенность не столь важна, так как небольшая неточность их координат несущественна. Но в очень молодой Вселенной, где все было так близко друг к другу, простор для неопределенности был очень большим, и перед Вселенной простиралось целое море возможностей. Благодаря им Вселенная могла бы иметь различные сценарии развития. Во многом эти сценарии в дальнейшем перекликались бы друг с другом. Они описывали бы однородную, гладкую и расширяющуюся Вселенную. Однако они бы различались в деталях: таких как распределение звезд на небе и, более того, звезд на обложках журналов. (Конечно, если бы в этих сценариях было место иллюстрированным журналам.) Таким образом, многообразие во Вселенной возникло из принципа неопределенности, работавшего на ранних стадиях. Благодаря ему мы имеем целое семейство возможных сценариев развития макрокосмоса. Быть может, в некоем параллельном мире во Второй мировой войне победили бы нацисты, хотя вероятность этого и мала. Но нам посчастливилось жить в мире, где победили союзники, а Мадонна попала на обложку журнала Cosmopolitan.
Теперь я перехожу ко второй проблеме. Если то, что мы делаем, предопределено некоторой единой теорией, она совсем не обязательно предписывает нам делать правильные умозаключения о Вселенной. Почему должны быть справедливыми наши высказывания? Мы ведь запросто можем ошибаться. В решении этой проблемы я опираюсь на теорию естественного отбора Дарвина. Я считаю, что самые примитивные формы жизни на Земле возникли спонтанно из случайных комбинаций атомов. Возможно, эта ранняя форма жизни была большой молекулой. Но скорее всего, это была не молекула ДНК, поскольку шансы случайного появления такой сложной молекулы на свет крайне малы.
Ранняя форма жизни начала себя воспроизводить. Квантовый принцип неопределенности в сочетании со случайными тепловыми движениями атомов приводил к разного рода ошибкам и отклонениям при воспроизведении. Большинство этих отклонений были фатальными для выживания организма или его способности к воспроизведению. Особи с такими отклонениями не давали потомства и вымирали. Но чисто случайно происходили и такие очень немногочисленные изменения, которые оказались благоприятными для выживания и воспроизведения организмов. Постепенно эти усовершенствованные механизмы приходили на смену первоначальным.
Развитие двойной спиральной структуры ДНК, возможно, было одним из таких усовершенствований, происшедших на ранней стадии. Это был грандиозный успех, который мог полностью вытеснить более раннюю форму жизни, какова бы она ни была. Эволюция привела к развитию центральной нервной системы. Создания, которые правильно распознавали данные, собранные их органами чувств, и предпринимали адекватные действия, обладали большей способностью к выживанию и воспроизведению. С появлением человеческой расы началась новая стадия. Что касается нашего тела и ДНК, мы очень похожи на высших приматов. Однако небольшое изменение в наших ДНК привело к появлению языкового общения. Это означало, что у нас появилась способность передавать информацию и накопленный опыт от поколения к поколению, сначала в разговорной форме, а затем и в письменной. Если раньше процесс передачи опыта происходил достаточно медленно, путем кодирования через ДНК в результате случайных отклонений при воспроизведении, то теперь эволюционный процесс сильно ускорился. Чтобы на Земле появилась человеческая раса, потребовалось более трех миллиардов лет. А навыками письменной речи мы овладели за последние десять тысяч лет. Это и дало нам возможность пройти путь от пещерных жителей до существ, озабоченных поисками всеобъемлющей теории Вселенной.
За последние десять тысяч лет никаких существенных изменений человеческая молекула ДНК не претерпела. Таким образом, наш интеллект, или наша способность делать правильные заключения из данных, поставляемых органами чувств, остался на уровне пещерных обитателей. Наш интеллект первоначально был приспособлен для убийства одних животных с целью пропитания и для защиты от нападения других. Даже удивительно, что умственные способности, подаренные нам природой для этих целей, оставляют нам возможность сохранять привилегированное положение в очень разных обстоятельствах современной жизни. Очевидно, что открытие единой теории поля или ответы на вопросы, поставленные детерминистами, не сулят особых преимуществ для выживания. Тем не менее наш интеллект, развитие которого имело совершенно другую цель, может помочь нам найти правильные ответы на эти вопросы.
Теперь я перехожу к третьей проблеме, касающейся свободной воли и ответственности за свои поступки. Субъективно мы чувствуем, что имеем способность выбирать, кем быть и что делать. Но все это может быть лишь иллюзией. Некоторые люди думают, что являются Иисусом Христом или Наполеоном, но все они правы быть не могут. Нам нужен некий объективный критерий, чтобы определить, обладает ли организм свободной волей. Например, представьте себе, что нас посетил маленький зеленый человечек с другой звезды. Как мы сможем понять, имеет ли он свободную волю или он просто робот, запрограммированный на поведение, подобное нашему?
Объективный тест на свободную волю может заключаться в ответе на вопрос: существует ли возможность предсказать поведение организма? Если такая возможность есть, это значит, что свободной воли у данного организма не существует и его поведение предопределено. С другой стороны, если предсказать поведение невозможно, то рабочая гипотеза гласит, что организм располагает свободной волей.
С таким определением свободной воли можно поспорить – на том основании, что, как только мы найдем единую теорию, мы сможем предсказать все дальнейшие события и действия. Человеческий мозг тоже подвержен принципу неопределенности. Поведение человека бывает спонтанным, что отсылает нас к области квантовой механики. Но количественный показатель энергии, вырабатываемой в мозге, невелик, поэтому влияние квантовомеханической неопределенности также мало. Стало быть, мы не можем предсказать поведение человека главным образом потому, что это слишком сложный феномен. Мы уже знаем основные физические законы, которые управляют активностью мозга: эти законы относительно просты. Однако непросто решить уравнение, которое описывает поведение сразу нескольких частиц. Даже в простой теории гравитации Ньютона точное решение уравнений можно получить только для двух частиц. В случае с тремя частицами – и большим числом частиц – приходится прибегать к приближениям, и трудности возрастают с их количеством. Человеческий мозг содержит приблизительно 1026, или сотни миллионов миллиардов миллиардов частиц. Это слишком много: едва ли мы когда-нибудь сможем вычислить, как именно поведет себя мозг, если даже мы будем знать его исходное состояние и расшифруем все сигналы, получаемые им от нервной системы. Конечно же, мы не можем оценить даже исходное состояние мозга, так как для этого мозг пришлось бы разобрать на части. Даже если мы отважились бы на это, количество частиц для фиксации все равно оказалось бы слишком велико. А актуальное состояние мозга, вероятно, очень зависит от исходного – небольшое изменение в нем может сильно повлиять на поведение в дальнейшем. Таким образом, хотя мы и знаем фундаментальные механизмы, управляющие мозгом, мы не можем использовать их, чтобы предсказать поведение человека.
Такая ситуация возникает в науке каждый раз, когда мы имеем дело с макроскопической системой, потому что количество частиц всегда слишком велико, чтобы дать какой-либо шанс для решения фундаментальных уравнений. Вместо точного решения мы используем эффективные теории. Эти теории, по сути, являются приближениями, в которых огромное количество частиц заменяется несколькими величинами. К примеру, возьмем гидромеханику. Жидкость, такая как вода, состоит из миллиардов миллиардов молекул, которые, в свою очередь, состоят из электронов, протонов и нейтронов. Тем не менее жидкость приближенно можно представить в виде непрерывной среды, характеризующейся лишь скоростью, плотностью и температурой. Предсказания эффективной теории гидромеханики не являются точными – достаточно послушать прогноз погоды, чтобы в этом убедиться, – но они вполне пригодны, чтобы строить корабли и нефтепроводы.
Позвольте мне предположить, что концепции свободной воли и моральной ответственности за свои собственные поступки по сути есть не что иное, как эффективная теория, подобная гидромеханике. Вполне может быть, что все, что мы совершаем, определено некоторой единой теорией. Если эта теория предполагает, что нам суждено быть повешенными, значит, мы не утонем. И все-таки, даже если вы абсолютно уверены в том, что вас неминуемо ждет виселица, наверное, нужно трижды подумать, прежде чем отправляться в море в шторм на утлой лодчонке. Я замечал, что даже люди, утверждающие, что абсолютно все в мире предопределено и мы ничего не можем изменить, оглядываются по сторонам, прежде чем перейти дорогу. Может быть, потому что те, кто не оглядывался, не могут поведать нам о своей судьбе.
Нельзя основывать свое поведение на идее всеобщей предопределенности, потому что никто точно не знает, что для него предопределено. Напротив, гораздо лучше взять на вооружение эффективную теорию о свободной воле и об ответственности за свои поступки. Эта теория не очень хорошо предсказывает человеческое поведение, но мы ее принимаем, потому что у нас нет шансов решить уравнения, вытекающие из фундаментальных законов. Мы также привыкли верить в свободу воли благодаря теории Дарвина: общество, в котором каждый индивидуум чувствует ответственность за свои действия, гораздо более сплоченно и способно выживать, а также сохранять и распространять свои идеалы. Конечно, и муравьи работают вместе. Но муравьиная цивилизация застыла на одном уровне. Она не может отвечать на незнакомые вызовы или развивать новые способности. С другой стороны, сообщество свободных индивидуумов, которые разделяют некоторые общие цели, может работать на их достижение и иметь достаточную гибкость для введения инноваций. Конечно, такое общество более предрасположено к процветанию и распространению системы своих ценностей.
Концепция свободной воли лежит в другой области, нежели фундаментальные законы науки. Если кто-то попытается вывести поведение человека из законов науки, он окажется пойманным в ловушку логического парадокса системы, которая замкнута сама на себя. Аналогичные проблемы могли бы возникнуть, если бы можно было путешествовать во времени (во что я лично не верю). Если вы способны увидеть, что может случиться в будущем, вы можете изменить ход событий. Если бы вы знали, какая лошадь выиграет на бегах, на этом можно было бы сделать целое состояние. Но одно это действие могло бы изменить ставки. Имеет смысл хотя бы посмотреть фильм «Назад в будущее», чтобы получить представление о проблемах, которые могут возникнуть.
Парадокс, возникающий в связи с возможностью предсказывать свои действия, тесно связан с проблемой, о которой я уже упоминал: предопределено ли конечной теорией то, что мы придем к верным выводам относительно этой конечной теории? Я утверждал, что идеи Дарвина о естественном отборе вывели нас на правильный путь. Может быть, эти идеи и не дают абсолютно правильного ответа на все вопросы, но естественный отбор по крайней мере должен привести нас к открытию физических законов, которые работают достаточно хорошо. Однако мы не можем применить эти физические законы к человеческому поведению по двум причинам. Во-первых, мы не можем решить соответствующие уравнения. Во-вторых, даже если мы смогли бы это сделать, сам факт нашего предсказания привел бы к возмущениям системы. С другой стороны, естественный отбор способен привести нас к принятию эффективной теории свободной воли. Если согласиться, что поступки человека имеют причиной свободный выбор, тогда не нужно утверждать, что в некоторых случаях они определяются внешними силами. Концепция «почти свободной воли» не имеет смысла. Но люди склонны путать тот факт, что возможно предугадать выбор того или иного индивидуума, с идеей о том, что выбор не является свободным. Я почти уверен, что большинство из вас будет ужинать сегодня вечером, но вы вполне свободно можете отправиться спать голодными. Один из примеров такой путаницы – это доктрина об ограниченной ответственности, утверждающая, что человек не может быть наказан за свои деяния, если он находится под давлением. Возможно, и есть такие люди, которые с энтузиазмом совершат антиобщественный поступок, находясь под давлением. Но это не означает, что вероятность наших противоправных действий возрастет, если мы будем знать о том, что нам не грозит наказание.
Исследованием фундаментальных законов науки и изучением человеческого поведения следует заниматься раздельно. По причинам, которые я изложил выше, нельзя использовать фундаментальные законы для прогноза поведения человека. Остается надежда, что мы можем использовать как интеллект, так и силу логического мышления, которую мы развили благодаря естественному отбору. К несчастью, последний наградил нас и такой чертой характера, как агрессивность. Естественный отбор благоприятствовал агрессивности, так как она помогала выжить пещерным жителям в стародавние времена. Чрезмерное совершенствование наших средств разрушения, дарованное современной наукой и технологией, превратило агрессию в очень опасное качество, угрожающее выживанию всей человеческой расы. Вся беда в том, что, по-видимому, наши агрессивные инстинкты закодированы в молекуле ДНК. Изменения в ДНК происходили в результате биологической эволюции в течение миллионов лет, а наша деструктивная мощность выросла значительно за то же время, что и информационный бум последних двух-трех десятилетий. Если мы не сможем обуздать агрессию с помощью своего разума, у человечества останется не так уж много шансов на выживание. Но пока живем, мы надеемся. Если проживем еще лет сто, мы полетим на другие планеты, а может быть, и к другим звездам. Тогда вероятность того, что человечество будет сметено трагедией ядерной войны, станет намного меньше.
Итак, я осветил некоторые проблемы, возникающие из убеждения в том, что все на свете предопределено. И в сущности, нет большой разницы, чем вызвано это предопределение: всемогущим Богом или законами науки. В конце концов, можно утверждать, что научные законы являются выражением воли Божьей.
Я рассмотрел три вопроса. Во-первых, как Вселенная во всей ее сложности и многообразии мельчайших деталей может быть выражена простой системой уравнений? Однако как можно поверить в то, что Бог проработал такие мелкие детали, как внешний вид обложки глянцевого журнала Cosmopolitan? Ответ может заключаться в том, что квантовомеханический принцип неопределенности предполагает существование целого семейства всех возможных историй Вселенной, а вовсе не одной-единственной. В главном эти истории могут быть похожи, но они будут сильно отличаться в повседневных мелочах. Нам выпало жить в нашей конкретной истории, со всеми ее деталями и нюансами. Но есть очень похожие друг на друга люди, которые в нашей конкретной истории умудряются жить в своих собственных историях и не соглашаются друг с другом в том, кто выиграл войну или занял первую строчку хит-парада. Таким образом, отдельные мелкие различия в нашей Вселенной появляются вследствие фундаментальных законов, которые включают в себя квантовую механику с ее элементом неопределенности или случайности.
Второй вопрос: если все определяется в рамках некоторой фундаментальной теории, то как быть с самой теорией – задается ли она, в свою очередь, другой теорией и почему она обязана быть правильной? Может быть, она неверна или неприменима? Моим ответом на этот вопрос была ссылка на теорию Дарвина о естественном отборе: только те особи, которые делали правильные заключения об окружающем их мире, смогли выжить и умножить свой род.
Третий вопрос: если все предопределено, как относиться к свободной воле и ответственности за свои поступки? Единственным объективным критерием, подтверждающим наличие или отсутствие свободной воли у организма, является возможность предсказать его поведение. В случае с человеком есть две причины, по которым мы не можем предсказать его поведение исходя из фундаментальных законов. Во-первых, мы не способны решить уравнения для такого большого количества параметров, которые определяют человеческое поведение. Во-вторых, даже если бы мы могли найти решение, то сам факт сделанного предсказания будет вносить возмущение в систему и приведет к совершенно другому результату. Итак, если мы не можем предсказать поведение человека, мы с таким же успехом можем принять эффективную теорию о том, что люди вполне свободны и могут сами решать, что им делать. По-видимому, вера в свободную волю и ответственность за свои поступки дают определенные преимущества для выживания рода человеческого. Это означает, что этой вере должен благоприятствовать и естественный отбор. Остается неясным, может ли чувство ответственности, выраженное словами, контролировать агрессивные инстинкты, передаваемые по наследству с помощью ДНК. Если нет, то человеческая раса, скорее всего, окажется тупиковой ветвью развития. Быть может, какая-либо другая разумная раса где-нибудь во Вселенной сумеет достичь лучшего баланса между ответственностью и агрессией. Но если это так, то мы можем ожидать, что они свяжутся с нами или что мы сможем принять их радиосигналы. Возможно, они знают о нашем существовании, но не хотят раскрывать себя. Воскресив в памяти нашу историю, мы поймем, что это вполне разумно с их стороны.
Вспомним заголовок этого эссе: все ли предопределено на свете? Ответ: да. Но, может быть, это и не так, ибо мы не знаем, что предопределено, а что нет.
Назад: Моя позиция[51]
Дальше: Моя краткая история