Случайность и необходимость
Порядок и хаос, Инь и Ян – что-то мне известно, а что-то нет – шум нарушит планы мышей и людей – о природе случайностей – Эйнштейн не любил играть в кости – Вселенная играет в кости, пока никто не видит
Как же можно уменьшить негативные последствия фатального несовершенства нашего восприятия? Когда, встав утром, мы поднимаем жалюзи, распахиваем занавески или кувалдой пробиваем брешь в стене, чтобы взглянуть на окружающий нас мир, то в слабых лучах утреннего света (или на беспощадно палящем полуденном солнце – у кого как) нам открываются два вечно противоборствующих принципа. Я имею в виду не соседей справа и слева, которые годами скандалят из-за висящих над забором яблок. Я говорю о противоречии, которое буквально пронизывает все восприятие и оттуда влияет на все, что мы пытаемся предпринять.
Все наши тщетные попытки сделать что-то хорошее и избежать плохого, взяв мир под контроль и управляя им, похожи на перетягивание каната между двумя основополагающими принципами. Эту конфронтацию можно рассматривать как борьбу между порядком и хаосом, или как битву между законами природы и случайностью, или так же, хотя и менее целесообразно, как противостояние Инь и Ян из журнала комиксов Yps.
Как этих антагонистов ни назови, они определяют все наше существование, и механизмы восприятия играют при этом далеко не последнюю роль. Ведь все не закономерные, а случайные явления не годятся для того, чтобы выступать базой для умозаключений, принятия решений и действий.
На нас всех распространяется то, что загадочный персонаж Джон из Цинциннати из одноименного телевизионного сериала принял для себя как мантру: «Что-то я знаю, а что-то нет». Другая известная цитата гласит: важно и разумно знать, где пролегает граница между важностью и разумностью.
Весь эволюционный проект под названием «Восприятие» можно рассматривать как попытку живого существа с толком использовать законы природы, чтобы заполучить небольшое преимущество перед завистливым собратом по разуму и в то же время свести к минимуму любые случайности. Чем больше мы разбираемся в ситуации, как нам кажется, тем меньше остается места для случайности. Когда-нибудь для нашего восприятия не останется преград и все загадки мироздания будут разгаданы. Скептично настроенные ученые, сомневающиеся в достижимости этой цели, критикуют ее или считают наглым зазнайством.
Если случайные изменения мешают нашим исследованиям, а на воспринятые сигналы накладываются помехи, то цель объяснить секреты природы в принципе недостижима. Если в эфире белый шум, нельзя гарантировать чистоту наших мыслей и восприятия. Принятые на основании искаженных данных решения чреваты ошибками, и даже самые хитроумные планы мышей и людей провалятся.
Но что же это такое – случайность? В жизни все, что происходит неожиданно, мы называем случайностью. Чем реже случается некое событие, тем мы более склонны считать его случайным. «Это случайность!» – воскликнете вы, если в третий раз за вечер встретите соседа, которого никогда не видели. При ближайшем рассмотрении обнаружилось бы, что сосед с недавних пор стал ходить на курсы вязания, которые начинаются в то же время, что и ваша аквааэробика. Или что он собирает как раз поспевшие яблоки.
Логично, что события либо подчиняются законам природы и потому предсказуемы, если обладать достаточной информацией о прошлом, либо нет, и тогда независимо от прошлого они непрогнозируемы и являются истинной случайностью. Я говорю здесь об «истинной случайности», потому что, хотя логичными представляются только упомянутые две возможности, для наблюдателя существует еще одна, третья. А именно, якобы случайно встреченный на лестничной площадке сосед, спешащий на курсы вязания. Неискушенному исследователю это могло бы показаться случайным, хотя процесс закономерен, потому что ему неизвестен тот закон, в соответствии с которым разворачивается событие, или у него отсутствует необходимая информация. Этот вид случайности можно назвать квазислучайностью.
Сначала обратимся к истинной случайности. Как утверждает современная наука, она действительно существует. Здесь нас не спасет даже решительное заявление Альберта Эйнштейна «Бог не играет в кости», хотя он такого никогда не говорил (4). Свой протест против случайностей, которые основательно вплелись в законы молодой и набирающей обороты квантовой механики, Эйнштейн высказал в 1926 году. Тогда еще и не пахло ответом на вопрос, идет ли речь в квантовой механике об истинной случайности или нет. Чутье такого сведущего и опытного ученого, как Эйнштейн, при имевшихся обстоятельствах было путеводной звездой (даже если, как оказалось впоследствии, он был не прав).
Физикам действительно казалось невозможным спрогнозировать результаты отдельных измерений в квантовой механике. Все, что можно было сказать об элементарных частицах, укладывалось в рамки теории вероятностей. С вероятностью в 30 % электрон пролетит через левую дверь, в 70 % – через правую. А что он сделает в действительности, нужно подождать, посмотреть. Ни один пушечный выстрел, даже барона Мюнхгаузена, не ведет себя столь своенравным образом.
Казалось, действие законов, обнаруживающих себя в поведении элементарных частиц, может быть предсказано теорией вероятностей, но не поведение самой частицы. Иными словами, предсказуемо только поведение большого количества частиц: из миллиона электронов примерно 300 тысяч пролетит через левую дверь, а 700 тысяч – через правую. Что же сделает отдельная частица, предсказать невозможно. Это и есть истинная случайность.
Тем не менее в течение десятилетий возможность того, что так называемые скрытые переменные лежат в основе наблюдаемой случайности, оставалась открытой. Скажем иначе: вероятно, и в мире квантов можно было бы спрогнозировать любое событие, если бы только знать все о частицах, задействованных в нем. Причины случайностей, возможно, в том, что 30 % электронов левши, а 70 – правши, чего нам не известно.
Все-таки в 1982 году физику Алену Аспе удалось экспериментальным путем получить доказательства того, что в квантовой физике отсутствуют скрытые переменные. То есть он подтвердил существование истинной случайности (5). Ее можно наблюдать только в поведении отдельно взятых элементарных частиц, но одинокие частицы крайне редко встречаются в обычной жизни. Физикам надо сильно постараться, чтобы отделить роящиеся частицы друг от друга и изучить их по отдельности. В основном мы имеем дело с их невообразимым количеством (6). В многочисленных скоплениях частиц вероятность случайности отсутствует, и появляется возможность давать прогнозы.
В принципе невозможно предсказать, как поведет себя отдельно взятая подогретая молекула воды, потому что она действительно не подчиняется никаким законам. Но в жизни то, что чашка горячего чая останется стоять на столе и не превратится в следующий миг в кита или горшок с петуньей, гарантировано. С одной стороны, конечно, жаль, потому что популяция китов и без того крайне мала, но и успокаивает, так как с петуньями дела обстоят с точностью до наоборот. Да и перед лицом случайных явлений в мире мы были бы в буквальном смысле слова беззащитны. Один транспорт на дорогах чего стоит, если машины будут поворачивать, не обращая внимания на сигналы светофора, просто следуя случайному квантовому порыву. Не дай бог такому произойти, особенно если вы – велосипедист. Так что все-таки это хорошая новость, потому что она означает, что та случайность, которую зафиксирует наше восприятие, не есть истинная, непредсказуемая, которую несет с собой бессовестное, нестандартное поведение оторвавшегося от общества кванта. Бьющий ключом ручеек случайностей в нашей жизни, превращающий сухие факты в кашу из ошибок восприятия, имеет другой источник.
Восприятие, облачившись в накидку и обтягивающие одежды супергероя, вылезет из кожи вон, чтобы все упорядочить и спрогнозировать будущее. Его противником в этой игре выступает суперплут, которого невозможно просчитать, – всемогущий, так называемый детерминированный хаос, который с незапамятных времен борется за господство над реальностью.
