Стивен Вайнберг - Пояснюючи світ

Отже, біологія об’єдналася з хімією в узагальненому погляді на природу, що ґрунтується на фізиці. Але важливо усвідомлювати межі цього узагальнення. Ніхто не збирається заміняти мову та методи біології описом живих істот з погляду окремих молекул, не кажучи вже про кварки та електрони. По-перше, живі істоти надто складні для такого опису, набагато складніші навіть за величезні молекули органічної хімії. Але найважливіше тут те, що, навіть якби ми могли простежити рух кожного атома всередині тварини чи рослини, у такому величезному масиві даних ми загубили б сам предмет нашої цікавості – лева, що полює на антилопу, або квітку, що приваблює бджіл.

На відміну від хімії, у біології, як і в геології, є й інша проблема. Живі істоти є тим, чим вони є, не лише через закони фізики, а й унаслідок величезної кількості історичних випадковостей, зокрема тієї, що якась комета або метеор врізалася в Землю 65 млн років тому із силою, достатньою, щоб знищити динозаврів, а також того факту, що Земля сформувалася на певній відстані від Сонця та з певним початковим хімічним складом. Ми можемо зрозуміти деякі з цих випадковостей статистично, але не індивідуально. Кеплер помилявся: ніхто й ніколи не зможе обчислити відстань Землі від Сонця, з огляду на виключно фізичні закони. Поєднання біології з рештою наук ми розуміємо лише як те, що не може бути жодних окремих законів біології принаймні не більше, ніж законів геології. Будь-який загальний принцип біології є тим, чим він є, через дію фундаментальних законів фізики разом з історичними випадковостями, які за визначенням ніколи не вдасться пояснити.

Описану вище точку зору називають (часто несхвально) редукціонізмом. Опозиція редукціонізму є навіть у фізиці. Фізики, що вивчають рідини або тверді тіла, часто наводять приклади «емерджентності» – появи в описі макроскопічних явищ таких понять, як теплота або фазовий перехід, що не мають аналогів у фізиці елементарних частинок і не залежать від особливостей елементарних частинок. Наприклад, термодинаміку (наука про теплоту) можна застосувати до дуже багатьох систем: не лише до тих, що містять багато молекул (їх розглядали Максвелл та Больцман), а й до поверхонь великих чорних дір. Однак її не можна застосувати до всього; тож коли ми питаємо, чи застосовна вона до конкретної системи і з’ясовуємо, що це можливо, то чому ми змушені звертатися до глибших, справді фундаментальних законів фізики. Редукціонізм у цьому сенсі є не програмою реформування наукової практики – це погляд на те, чому світ такий, як він є.

Ми не знаємо, як довго наука залишатиметься на цьому редуктивному шляху. Ми можемо дійти до якоїсь точки, де подальший прогрес буде взагалі неможливий у межах ресурсів нашого виду. Наразі припускають, що є якась маса, приблизно у мільйон трильйонів разів більша за масу атома водню, у якій сила тяжіння та інші поки що не виявлені сили об’єднуються із силами, охопленими Стандартною моделлю (це називають планківською масою – маса, яку повинні мати частинки, щоб їхнє гравітаційне тяжіння було таке сильне, як електричне відштовхування між двома електронами на таких самих відстанях). Навіть якби всі економічні ресурси людської раси були в повному розпорядженні фізиків, сьогодні ми не змогли б навіть уявити собі спосіб створення частинок з такими величезними масами в наших лабораторіях.

Крім того, нам може не вистачити ще й інтелектуальних ресурсів – люди можуть виявитися недостатньо розумними, щоб осягнути найфундаментальніші закони фізики. Або ми можемо зіткнутися з явищами, які в принципі не можна включити у всеохопну для всіх наук схему. Наприклад, хоч ми цілком можемо дійти розуміння процесів у мозку, відповідальних за свідомість, складно уявити, як ми колись зуміємо описати почуття у фізичних термінах.

Утім, ми подолали довгий шлях і не маємо наміру зупинятися6. Це грандіозна історія того, як Ньютон поєднав небесну та земну фізику; як була розроблена загальна теорія електрики та магнетизму, що привела також до пояснення природи світла; як розширили квантову теорію електромагнетизму, охопивши нею слабкі та сильні ядерні взаємодії; а також як хімія й навіть біологія були вписані в загальний, хоч і неповний, погляд на природу, що ґрунтується на фізиці. Але всі загальні наукові принципи, які ми відкриваємо, рано чи пізно будуть спрощені та зведені до якоїсь фундаментальнішої фізичної теорії.

Подяки

Мені пощастило отримати допомогу кількох глибоко ерудованих науковців: фахівця з класичних мов Джима Генкінсона, істориків Брюса Ганта та Джорджа Сміта. Вони перечитали більшу частину цієї книжки, після чого я зробив чимало виправлень з огляду на їхні пропозиції. Я глибоко вдячний їм за цю допомогу. Я також у боргу перед Луїзою Вайнберґ за безцінні критичні коментарі, а також за пораду щодо рядків Джона Донна, які тепер прикрашають вступну частину цієї книжки. Дякую також Пітерові Діру, Овенові Джинджеріху, Альбертo Мартінесу, Семові Швеберу й Полові Вудраффу за поради з окремих тем. Нарешті, за натхнення та добру пораду – величезна подяка моєму мудрому агентові Мортону Дженклоу, а також моїм чудовим редакторам у HarperCollins Тімові Даґґану та Емілі Каннінгем. Технічні примітки