Сегодня, как я думаю, именно в поиске пределов всякого научного воззрения на мир наиболее ярко заявляет о себе сила научной мысли. Она не в «опыте», не в «математике», не в «методах». Она в способности постоянно ставить себя под сомнение. Колебаться в собственных утверждениях. Не бояться испытывать на прочность свои убеждения, даже самые несомненные. Это и составляет специфику научного мышления. Душа науки – изменение.
Наука продвигается вперед благодаря постоянному поиску наилучших способов осмыслить мир. Это исследование разных форм мышления. Из него наука черпает свою эффективность. Речь не идет о том, что ответы, даваемые учеными, всегда верные. Но в тех областях, в которых применяется научное мышление, ответы науки, по определению, лучшие из всех, до сих пор найденных.
Подобный образ науки, текучей, всегда находящейся в состоянии революции, всегда колеблющейся между знанием и сомнением, сильно отличается от того, который мы унаследовали от XIX века. Сейчас устаревший облик высокомерной науки все еще широко распространен в представлениях о ней, и он-то, если разобраться, и является подлинной мишенью критики антисциентизма и культурного релятивизма. В действительности никто не знает больше об относительном характере нашей культуры, чем сама наука. Она эволюционирует много веков именно потому, что полностью осознает пределы всякого познания. Сила науки – в отсутствии уверенности в собственных суждениях. Она никогда не убеждена окончательно в своих же выводах. Ученые знают, что могут осмыслять мир, только основываясь на зыбких основаниях своих познаний, а эти основания непрестанно трансформируются.
Можно сравнить дело науки в целом с делом картографа. Карта – это не сама территория, но это наилучшее изображение данной территории, которое можно сделать, в частности, если оно нужно для путешествия. С помощью небольшого количества знаков на карте условно отображается реальный мир, настолько, насколько это возможно. Но эта всего лишь карта. И существуют другие карты.
То, что мне кажется по-настоящему интересным, это не научные картины мира, а их постоянное изменение. В меньшей степени поразительны открытия науки, нежели сама магия такого мышления, которое способно ставить под вопрос собственные утверждения и учить нас, десятилетие за десятилетием, изменять наши представления о мире.
Изменение представлений о пространстве и времени, которому посвящена эта книга, – лишь один пример среди прочих, пример той постоянной эволюции, которая и формирует науку. Понятия пространства и времени, фундаментальные для нашей картины мира, не так давно были подвергнуты переосмыслению Эйнштейном и сохраняют подвижность и сегодня.
Эта подвижность не является спецификой Нового времени. Эйнштейн не был первым, кто изменил и углубил наше ви́дение мира. Многие это делали и до него, и даже более революционным образом: так, Коперник и Галилей убедили человечество в том, что Земля движется со скоростью 30 км в секунду, Фарадей и Максвелл заполнили пространство электрическими и магнитыми полями, Дарвин объяснил, что у нас с божьими коровками общие предки…
И это движение мысли намного древнее, чем эпоха, к которой относятся перечисленные примеры. Я не думаю, что можно действительно понять, что означают все современные трансформации понятия пространства, не восстанавливая их исторического контекста. Позвольте мне рассказать начало этой замечательной истории.
Все древние цивилизации разделяли мир на две части: земля внизу и небо вверху. Этот образ – один и тот же у древних египтян, древних евреев, месопотамцев, китайцев, представителей первых цивилизаций Индии, майя, ацтеков и индейцев Северной Америки. Для всего человечества в древние времена пространство имеет, таким образом, «верх» и «низ». А под Землей находится еще земля, или, может быть, огромная черепаха, или громадные столбы – в любом случае что-то, на что Земля опирается и что поддерживает ее и не дает ей «упасть».
Мы знаем имя человека, который первым изменил эту картину мира: это Анаксимандр, ученый и философ, живший в VI веке до н. э. в Милете, греческом городе на побережье современной Турции. Именно он предложил и в итоге внушил остальным новое понимание того, что́ все мы видим. Небо, сказал он, не только над Землей, оно вокруг нее со всех сторон, и внизу тоже, а Земля – это «большой булыжник», который парит в пространстве.
Как можно понять, что Земля – это булыжник определенного размера, парящий в пространстве? Если внимательно присмотреться, указания многочисленны. Можно, к примеру, подумать о том, что Солнце, Луна и звезды заходят на западе и вновь появляются на востоке. Не ясно ли отсюда, что они должны проходить под Землей, чтобы описать круг? И значит, там, под Землей, должно быть пустое пространство. Анаксимандр рассуждал так же, как рассуждаем мы, когда видим, что кто-то исчез за домом и появился с другой стороны: значит, за домом есть проход. Можно найти и другие доводы, более сложные, но весьма убедительные. К примеру, тень Земли падает на Луну во время затмения, и это означает, что Земля – тело определенного размера.
Ну тогда, скажете вы, это было просто. Да неужели? Нет, это не было просто, потому что миллионы человек на протяжении целых столетий существования цивилизации об этом никогда не думали. Почему им было трудно прийти к этой мысли? Потому что она революционным образом меняла картину мира. Люди привержены имеющимся представлениям и с большим трудом отказываются от них. Им всегда кажется, что они все знают. Новые идеи внушают страх, потому что смущают. Разве, хорошенько подумав, не ощущаешь беспокойства при мысли о том, что Земля ни на что не опирается? Почему же она не падает? Этот вопрос задавал себе, разумеется, и Анаксимандр, и мы знаем его ответ: вещи падают не «вниз», они падают «на Землю». Поэтому у самой Земли нет такого направления, в котором она могла бы упасть, кроме как на себя саму. И с нашей сегодняшней точки зрения, Анаксимандр прав. Но его ответ опять-таки тревожит: ведь Анаксимандр полностью меняет рамки, в которых люди мыслят пространство, Землю, гравитацию, являющуюся причиной падения тел. На основе наблюдений и для того, чтобы объяснить эти наблюдения, он предлагает новую карту мироздания, совершенно новый принцип, согласно которому устроено пространство. Нет больше пространства, разделенного надвое, с «верхом» и «низом», – есть единое пространство неба, в котором парит Земля и в котором предметы падают на Землю. Это более общий образ мира, и он лучше предшествующего.
Анаксимандр написал книгу, в которой среди прочего высказал эту мысль и аргументы в ее защиту. Постепенно идея прижилась. У ученых следующего поколения, из пифагорейской школы в греческих городах Южной Италии, то, что Земля – это сфера, окруженная небесами, стало общим местом. Самый древний текст из дошедших до нас, в котором говорится о сферической форме Земли, – это диалог Платона «Федон». Там это представление изложено как достоверное, хотя и не полностью доказанное. А в следующем за Платоном поколении, немногим больше столетия после Анаксимандра, Аристотель относится к идее сферической Земли, парящей в пространстве, как к признанной и приводит в пользу этого список доказательств, очень убедительных. Итак, за несколько поколений дерзкая мысль Анаксимандра стала общей точкой зрения. И из греческого мира впоследствии эта мысль распространилась на все человечество.
На мой взгляд, Анаксимандр не просто один из первых ученых, от которых идут наши познания о мире, но также один из величайших, кто только был, в детскую эпоху человечества. Его способность представить себе, что Земля парит в пространстве, – это, возможно, первый и определенно один из блистательнейших примеров того, что такое Наука. Она – способность углублять и изменять наше ви́дение мира на основе наблюдений и рациональной мысли. Способность ставить под сомнение признанные идеи и находить новые, более адекватные. Такова огромная провидческая сила науки, всегда меня очаровывавшая.
Когда некое новое воззрение на мир проверено и доказано, оно постепенно становится фундаментом новой культуры. Тот факт, что структура пространства изменяется в случае близости массивного тела, однажды станет всеобщим достоянием, а мысль о неизменном и повсюду одинаковом пространстве покажется смехотворной – не менее смехотворной, чем в наши дни кажется предположение, что Земля должна опираться на что-то, чтобы не падать.
В этом движении, постоянно перестраивающем картину мира, сама сущность мира или, вернее, то, как мы ее воспринимаем, тоже меняется. Поэтому Анаксимандр стоит у истоков и другой великолепной затеи: чтобы объяснить физические явления, он ввел понятие apeiron (согласно мнению одних, это значит «то, что не имеет отличий, неопределенное», согласно мнению других – «бесконечное»). Апейрон – это первый умозрительный объект, понимавшийся как «кирпич» реальности: это «предок» атомов, элементарных частиц, физических полей, искривлений пространства-времени, кварков, струн и петель, то есть тех понятий, с помощью которых мы сегодня заново объясняем то, что видим.
Итак, революционное развитие науки, открывающее принципиально новую картину мира, начинается не с Эйнштейна. Оно вообще свойственно Большой науке. Особая роль Эйнштейна, я хочу подчеркнуть, заключается «всего лишь» в том, что он пробудил фундаментальную науку от летаргического сна, в который ее погрузил невероятный успех теорий Ньютона.
В противоположность тому, что можно подумать, представление о пространстве, царившее от Аристотеля до Ньютона, заключалось в том, что это пространство сформировано самими объектами мира. На него смотрели как на порядок, по законам которого тела соприкасаются или, скорее, связаны друг с другом. Получается, что в западной научно-философской мысли ньютоновская идея абсолютного пространства, способного существовать в отсутствие каких-либо тел, вовсе не была господствующей точкой зрения.