Чтобы ввести представление о пространстве-ящике как о независимой сущности, Ньютону пришлось бороться против ожесточенного сопротивления мыслителей своего времени. И сопротивление оказывали не столько ученые старой аристотелевской школы, сколько выдающиеся представители Scientia Nova, Новой науки. Эти последние следовали за недавней коперниковской революцией, а своего главного учителя видели в Рене Декарте. У Декарта по поводу пространства было мнение, сильно отличавшееся от мнения Ньютона. Это декартово представление по прямой линии восходило через всю западную мысль к Аристотелю. Для Декарта, как и для Аристотеля, не было такой самостоятельной сущности, как «пространство». Не было, например, пустого пространства. Были только объекты (камни, стены, стулья, воздух, вода). Эти объекты находились в отношениях смежности друг с другом, они могли соприкасаться или не соприкасаться, а отношение смежности определяло порядок их взаимодействия, который и был пространством. Например, Аристотель определял пространственное положение тела как границу внутри собрания других тел, то есть своего рода положение «в пустоте» между близлежащими телами. Так, положение объекта А определяется положением соседнего объекта Б, и наоборот. Таким же образом для Декарта движение тела А было определено как переход от близости с телом Б к близости с телом В. Если говорить о единичном объекте самом по себе, то невозможно сказать, движется он или нет.
Для Ньютона, наоборот, все тела располагались в пространстве. И у пространства есть собственная структура, никак не зависящая от объектов, которые могут в нем находиться или которых в нем нет. В первой трактовке пространства, аристотелевско-декартовской, оно не сущность, не целостность, оно – взаимное отношение вещей. Во второй, ньютоновской, трактовке пространство – это отдельная целостность, реально существующая и имеющая свою структуру, даже если никаких тел нет.
Является ли выбор между этими двумя возможностями научной проблемой или чисто философской? Я бы сказал, что это научная проблема, но не в том смысле, в каком наука могла бы дать «правильное» представление о пространстве. Роль науки – в том, чтобы сказать, какая из этих двух точек зрения лучше, больше подходит для того, чтобы понимать мир наиболее эффективным способом. Здесь – корень проблемы истинности научных высказываний. Ньютон ответил в своей главной книге Principia Mathematica на вопрос о природе пространства. Сила этой книги, причина того, что решение Ньютона в итоге оказалось лучшим, в том, что он создал такой способ описания мира, основанный на его ви́дении пространства, который был невероятно хорош при использовании.
Вспомните уравнение, которое учили в школе: F = ma, где F – это сила, m – масса, а a – ускорение. Это база всей ньютоновской механики. Итак, мы стали способны измерять ускорение.
Но ускорение – это мера движения. Движения по отношению к чему? По отношению к абсолютному пространству, в котором оно происходит. Для того чтобы эта теория работала, надо, чтобы мы могли сказать, ускоряется или не ускоряется объект при абсолютном движении. Для Ньютона ускорение существует по отношению к сущности «пространство», а в аристотелевско-декартовской картине мира такое понятие просто не имеет смысла. Ведь нельзя сказать, движется ли объект, если не сравнивать его положение с положением другого объекта.
Умозрительная конструкция Ньютона настолько хорошо работает, что мы и сегодня продолжаем ей пользоваться при строительстве домов и мостов, в авиации, при многих других технологических применениях. Но старое представление Аристотеля и Декарта о том, что пространство – это отношение тел между собой, и критика мысли о том, что оно – независимая сущность, получили поддержку у таких мыслителей, как Лейбниц, Беркли и Мах. Благодаря им идея дожила до времен Эйнштейна, который сделал ее основой своей общей теории относительности.
Философский спор вокруг представлений о пространстве-сущности и пространстве-отношении прошел сквозь века, питая мышление ученых, таких как Ньютон и Эйнштейн, давая им темы для раздумий, вдохновляя их. И этот спор не исчерпал себя. Сегодня, на мой взгляд, следует опять поразмышлять над этим вопросом, если мы хотим понять квантовые свойства гравитации. Законченная теория квантовой гравитации, возможно, не будет создана иначе, чем путем отказа от ньютоновского понимания пространства как реально существующего «объекта». Существует только гравитационное поле, также как существуют другие физические поля. В теории квантовой гравитации петли – это кванты гравитационного поля, и соотношениями петель и создается то, что мы называем пространством.
Итак, основание науки – это критическое мышление: ясное сознание того, что наши картины мира всегда неполные, субъективные, неточные, провинциальные и упрощенные. Следует непрерывно стремиться к их улучшению. Расширять горизонты. Находить точку зрения с более широкой перспективой. Тут нет ничего ни удобного, ни естественного, потому что мы в своем роде пленники нашего мышления. По определению, невозможно выйти за пределы наших собственных мыслей. Невозможно увидеть их извне и преобразовать. Изнутри, исходя из наших ошибок – только так мы можем понять, не заблуждаемся ли в остальном. Это означает перестраивать корабль во время плавания. Наука тем и занимается, что вновь и вновь перестраивает мышление даже в самом его процессе.
Никакая другая форма человеческого познания не позволяет делать столь же надежные предсказания событий, сколь надежны предсказания науки. Если астрономы говорят нам, что в следующем месяце произойдет затмение, мы им верим. Конечно, нейтронная звезда может приблизиться к нам со скоростью, близкой к скорости света, и сорвать с орбиты Луну, но это крайне маловероятно.
Тем не менее все научные теории рано или поздно замещаются другими, которые лучше и даже эффективнее. Эффективность модели Птолемея, например, просто ошеломляет: мы и сегодня, через девятнадцать веков, можем раскрыть его книгу и с помощью его таблиц и его геометрии точно предсказать расположение Венеры в следующем месяце[4]. Тем не менее мы знаем и то, что мир нельзя описывать с помощью «эпициклов» и «дифферентов», к которым прибегал Птолемей. Еще большее впечатление производит успешность теории Ньютона, которую наши инженеры используют ежедневно, строя мосты и самолеты. И тем не менее она также оказалась ложной на уровне отдельных деталей.
Можем ли мы жить с сознанием этого несовершенства? Каким знаниям можем доверять? Сможем ли хоть когда-нибудь быть уверенными в том, что наука правильно описывает мир? Некоторые ожидают «окончательной» теории, наконец уже точной до последней детали: она-де будет однажды сформулирована. Эта надежда мне кажется бесплодной или по крайней мере преждевременной. Объем того, чего мы еще не знаем, очень велик, и вопросы, с которыми столкнулась теоретическая физика, настолько фундаментальны, что мне не кажется, будто конец пути близок.
Но тогда почему наука должна быть для нас достоверной? Вовсе не потому, что она говорит что-то, что со всей определенностью правильно, а потому, что ее ответы – лучшие из всех, имеющихся сейчас. И, почти по определению, если появится лучшее решение, оно будет «научным». Так физика Ньютона была единственной до XX века. Но когда Эйнштейн предложил другую теорию, которая была лучше, теорию, согласно которой пространство искривляется, а время не абсолютно и свет состоит из фотонов, отказ от ньютоновских представлений не стал концом науки как таковой. Напротив, Эйнштейн был как раз таки выдающимся ученым.
Если тибетская медицина говорит, что определенное растение, или определенная медицинская технология, или определенное поведение помогает выздороветь, и если эффективность такого лечения доказана на опыте, то этот тибетский метод лечения становится частью всей «научной» медицины. Многие из тех лекарств, которыми пользуется наша медицина, происходят из источников, внешних по отношению к западной культуре, но ставших признанными терапевтическими средствами.
Научное мышление отдает себе отчет в нашем неведении. Я бы даже сказал, что научное мышление и есть сознание размеров нашего неведения и динамической, подвижной природы знания. Сомнение, а не определенность движет вперед науку. Это, конечно, важнейшее наследие Декарта – сомнение. Мы должны питать доверие к науке не потому, что она предлагает безусловные ответы, а потому, что у нее их нет.
Я не знаю, искривлено ли пространство «на самом деле», но на сегодняшний день я не знаю и более эффективных способов представлять себе физический мир, чем считать пространство искривленным. Прочие воззрения на мир не учитывают всей его сложности.
Но навязчивое стремление науки ставить под сомнение всякую истину не ведет все же ни к скептицизму, ни к нигилизму, ни к признанию принципиальной относительности всех наших знаний. Оно ведет лишь к осознанию того факта, что познание эволюционирует.
Зыбкость истины не означает, что у ученых не может быть единого мнения. На самом деле наука – это процесс, путем которого они и приходят к согласию. Кроме того, вся затея не зиждется на одной только рациональности. Рациональность нужна, чтобы придать точный вид развивающимся теориям. Но поначалу все великие открытия были гипотезами. Наука выходит из грезы и утверждает себя, когда доказывает, что она более эффективна, чем другие грезы, и становится общей грезой всех людей.
Когда я был маленький и спрашивал об облаках, отец описывал мне их как корабли, плывущие по небу. Через какое-то время, позднее, он объяснил мне, что они состоят из капелек воды, висящих в воздухе, и это полностью изменило мое представление об облаках. Но можно ли сказать, что одно представление стерло из памяти другое? Если видишь облака такими, какими их представляет себе метеоролог, это не мешает тебе видеть их еще и глазами поэта.