Что такое жизнь? - Эрвин Шредингер

Вот в чем суть объяснения, которое Больцман дал однонаправленности всех процессов, протекающих в природе, включая, разумеется, жизненный цикл организма от рождения до смерти. Его достоинство в том, что «стрела времени», как назвал ее Эддингтон, не является частью механизмов взаимодействия, в нашем случае представленных механическим актом перетасовки. Этот акт, этот механизм еще свободен от каких-либо следов прошлого и будущего, он сам по себе полностью обратим, а стрела – обозначение прошлого и будущего – появляется благодаря статистическим соображениям. Смысл нашего примера с картами в том, что существует лишь одно или мало упорядоченных состояний – но миллиарды миллиардов неупорядоченных.

Тем не менее с этой теорией боролись, снова и снова, причем иногда – очень умные люди. Суть их возражений сводится к следующему: теории недостает логического обоснования. Если основные механизмы не различают два направления времени и абсолютно симметричны относительно них, каким образом их взаимодействие может сложиться в поведение в целом – единое однонаправленное поведение? Ведь все, что справедливо для одного направления, должно быть справедливо и для другого.

Будь это возражение правомерным, оно показалось бы фатальным. Возражение нацелено на ту самую особенность, которая считается основным достоинством данной теории: на выведение необратимых событий из основных обратимых механизмов.

Возражение правомерно – но не фатально. Его правомерность заключается в следующем: то, что справедливо для одного направления времени, справедливо и для другого, поскольку время изначально считается полностью симметричной переменной. Однако не следует делать вывод, что это соблюдается для обоих направлений в общем. Осторожно подбирая слова, следует выразиться так: в каждом конкретном случае это справедливо для одного или другого направления. Нужно добавить, что в конкретном случае известного нам мира «замедление» (как иногда выражаются) происходит в одном направлении, и его мы называем направлением от прошлого к будущему. В других мирах статистическая теория теплоты по определению должна сама решать, в каком направлении идет время. Из этого вытекает важнейшее следствие для методологии ученого-физика: он не может привнести ничего, что независимо определяет стрелу времени, иначе изящная конструкция Больцмана рухнет.

Можно испытывать опасения, что в других физических системах статистическое определение времени не всегда приводит к такому же временному направлению. Больцман смело рассматривал эту вероятность. Он утверждал, что если Вселенная достаточно обширна и/или существует достаточно долго, в отдаленных ее областях время действительно может идти в обратном направлении. С этим утверждением спорили, однако теперь споры можно прекратить. Больцман не знал того, что нам кажется вероятным: известная нам Вселенная недостаточно велика и стара, чтобы дать возможность подобным реверсиям реализоваться в крупных масштабах. Я бы хотел добавить, не вдаваясь в подробные объяснения, что в очень мелких масштабах такие реверсии наблюдались (броуновское движение, Смолуховский[84]).

На мой взгляд, «статистическая теория времени» оказала на философию времени еще более сильное влияние, чем теория относительности. Последняя, несмотря на свою революционность, не затрагивает, а лишь предполагает однонаправленный ход времени, в то время как статистическая теория выводит его из последовательности событий. Это означает освобождение от тирании старика Хроноса. То, что мы выстраиваем в собственном сознании, не может, по моим представлениям, управлять этим самым сознанием, равно как не может выдвигать его на передний план или уничтожать. Но некоторые из вас, уверен, назовут это мистицизмом. И потому, полностью признавая факт, что физическая теория всегда относительна и зависит от определенных исходных предположений, мы можем утверждать, что в нынешнем своем состоянии она свидетельствует о неразрушимости сознания временем.

В последней главе я хочу более детально разобраться со странным положением дел, которое подметил еще Демокрит в своем знаменитом отрывке. С тем загадочным фактом, что, с одной стороны, наши представления об окружающем мире, полученные в повседневной жизни и выявленные в ходе тщательно спланированных лабораторных экспериментов, основываются исключительно на непосредственном чувственном восприятии, в то время как, с другой стороны, это знание не позволяет обнаружить взаимосвязей между чувственным восприятием и внешним миром, а следовательно, в сформированной нами картине или модели окружающего мира, построенной на наших научных открытиях, нет места чувственным качествам. Первая часть этого утверждения, на мой взгляд, известна каждому, вторую осознают реже, по той простой причине, что люди-неученые обычно благоговеют перед наукой и наделяют нас, ученых, способностью при помощи наших «сказочно утонченных методов» выяснить то, что по своей природе недоступно – и никогда не будет доступно – ни одному человеку.

Если спросить физика, что такое желтый свет, он ответит, что это поперечные электромагнитные волны с длиной волны около 590 нанометров. Если вы спросите, а как же цвет, он ответит: в моей картине он отсутствует, но когда эти вибрации достигают сетчатки здорового глаза, у его владельца создается впечатление желтого цвета. Продолжив расспросы, вы услышите, что волны различной длины создают впечатления различных цветов, однако не все, а лишь те, чьи длины лежат между 800 и 400 нм. Для физика инфракрасные (длиннее 800 нм) и ультрафиолетовые (короче 400 нм) волны мало отличаются от тех, чьи длины лежат между 800 и 400 нм, то есть воспринимаемых глазом. Откуда взялась эта необычная выборка? Очевидно, это адаптация к солнечному излучению, наиболее мощному в данном диапазоне длин волн, но ослабевающему по краям. Более того, по существу самое яркое цветовое ощущение – желтый цвет – приходится на тот отрезок (указанной области), в котором солнечное излучение достигает максимума.

Дальше мы можем спросить: только ли излучение с длинами волн в районе 590 нм дает ощущение желтого цвета? Вовсе нет. Если волны длиной 760 нм, которые сами по себе создают впечатление красного цвета, смешать в определенной пропорции с волнами длиной 535 нм, создающими впечатление зеленого цвета, эта смесь даст желтый цвет, неотличимый от того, что дают волны с длиной 590 нм. Два расположенных рядом поля, одно из которых освещено сочетанием волн, а другое – одной волной, выглядят совершенно одинаково, вы не сумеете их различить. Можно ли предсказать это на основании длин волн – существует ли численная связь с этими физическими, объективными характеристиками? Нет. Разумеется, была составлена эмпирическая карта всех подобных сочетаний, она называется цветовым треугольником. Однако она не связана простым способом с длинами волн. Не существует общего правила, по которому комбинация двух спектральных цветов дает средний между ними. Например, сочетание «красного» и «синего» с краев видимого спектра дает «пурпурный», которому не соответствует отдельная длина волны. Более того, вышеупомянутая карта, цветовой треугольник, немного меняется в зависимости от человека, в то время как у людей, страдающих аномальной трихромазией (но не цветовой слепотой), она совсем другая.