Сборник - Эта книга сделает вас умнее. Новые научные концепции эффективности мышления Страница 56

Астрономия и космология активизировали поиски жизни на других планетах – от Марса и отдаленных планет Солнечной системы до землеподобных планет и сверхземель, вращающихся вокруг других звезд. Вероятность успеха зависит от нашего понимания возможного разнообразия химической основы самой жизни: возможны «другие», не имеющие ДНК и использующие для кодирования признаков другие молекулы. Наши четыре миллиарда лет молекулярных инноваций могут оказаться противопоставлены «их» истории. Но первая встреча с «другими» может состояться не в космосе, а в лаборатории. Не исключено, что предтечей окажется появившаяся в прошлом году JCVI-syn1.0 – первая бактериальная клетка с полностью синтетическим геномом.

Входя в новую эру исследований, целесообразно переосмыслить концепцию «других». Как предсказывал Т. С. Элиот в «Литл Гиддинг», мы можем вернуться к истокам и впервые узнать, что мы из себя представляем.

Экология

БРАЙАН ИНО

Музыкант, композитор, продюсер групп U2, Coldplay, Talking Heads и Пола Саймона, автор книги A Year with Swollen Appendices: Brian Eno’s Diary («Год с воспаленным аппендиксом: дневник Брайана Ино»)

Эта идея, а точнее комплекс идей, кажется мне самой важной революцией, произошедшей в мышлении за последние полтора века. Она позволила нам по-новому взглянуть на нас самих, на наше место в мире и на сам мир. Благодаря этой концепции мистические прежде ощущения целостности и взаимосвязанности стали теперь чем-то интуитивно понятным и привычным.

Начиная с Коперника, представление о полубожественном человечестве, живущем в центре Вселенной, стало размываться. Мы узнали, что живем на небольшой планете, вращающейся вокруг звезды среднего размера на краю средненькой галактики. Затем, благодаря Дарвину, мы перестали считать себя центром живой природы. Дарвин дал нам матрицу, в которой можно разместить все формы жизни, и шокирующим откровением стал тот факт, что мы там не в центре. Человек – просто еще один вид в бесконечной череде разнообразных видов, неразделимо переплетенных в единое целое (и этот мир вполне бы мог существовать без нас). Наша значимость уменьшилась, зато мы узнали, что являемся частью огромной, невообразимой и прекрасной драмы под названием «жизнь».

До возникновения экологии мы представляли себе мир в форме пирамиды – сверху Бог, сразу под ним человек, а затем, чуть поодаль, все остальные живые существа. В этой модели информация и интеллект текли в одном направлении – сверху вниз; и, разумеется, мы без зазрений совести эксплуатировали расположенные «ниже» природные ресурсы.

Экологический подход изменил ситуацию: теперь жизнь предстает перед нами в форме невероятно сложной сети, информация в которой течет во всех направлениях. Вместо единой вертикальной иерархии мы видим бесконечное количество локальных взаимосвязанных иерархий – и эта сложная система обладает даром создавать новое внутри и вне себя. Больше мы не нуждаемся в идее о высшем внесистемном интеллекте; эта плотная сеть достаточно плодотворна и разумна, чтобы объяснить всю невероятную прелесть «творений».

Экологический подход не ограничен биологическим миром. Он обеспечивает новое понимание того, как возник сам интеллект. Классическая картина изображала «великого человека с великими идеями», но теперь мы оперируем терминами благоприятных условий и того, что реку инноваций питал разум огромного количества людей. Это не значит, что мы перестали восхищаться изобретениями, но теперь считаем их как причиной, так и следствием. Это изменило наше видение общества, конфликтов и преступлений, образования, культуры и науки.

А это, в свою очередь, ведет к переоценке действующих лиц в драме под названием «жизнь». Когда мы осознаем, что уборщики, водители автобусов и учителя начальной школы не менее важны, чем профессора и знаменитости, то проявим по отношению к ним то уважение, которого они заслуживают.

Двойственность

СТЕФОН АЛЕКСАНДЕР

Доцент физики колледжа Хаверфорд

Я живу в северо-восточном Бронксе и регулярно с широкой улыбкой на лице прогуливаюсь по району, ходить по которому прежде боялся. А все потому, что могу огорошить членов уличных банд новым словом в своем словаре – «двойственный». Когда я подхожу к станции East 225 St., бандиты меня уже поджидают. Я говорю им: «Привет, как там ваша двойственность?» Бандиты крепко меня обнимают и приветственно машут мне руками. Я сажусь на поезд.

Одна из самых красивых, но недооцененных идей в физике – двойственность. Она позволяет описать физические феномены с двух разных точек зрения, и часто это открывается нам в моменты озарения. Но эта концепция не сводится к многословным описаниям. В конце концов, зачем мне несколько способов выражения одного и того же? В физике есть примеры, когда ни одно определение феномена не раскрывает его во всей полноте. Свойства системы, выходящие за пределы отдельных описаний, называют «эмерджентными». Я приведу два отличных примера того, как двойственность может объяснить эмерджентные свойства, а затем выскажу свое мнение.

Большинство людей знают о знаменитом корпускулярно-волновом дуализме в квантовой механике, что позволяет фотону (и электрону), благодаря их волшебным свойствам, объяснить все чудеса атомной физики и химических связей. Согласно корпускулярно-волновой двойственности, материя (например, электрон) имеет свойства и волны, и частицы – в зависимости от ситуации. Что странно, так это то, как квантовая механика понимает эту двойственность. Согласно традиционной интерпретации, электрон представляет собой то волну, то частицу, и вероятность перехода между этими состояниями постоянно колеблется.

В квантово-механическом туннелировании электрон может пройти сквозь барьер только благодаря своим волновым свойствам. Согласно классической физике, предмет не может преодолеть барьер (например, гору), если его общая кинетическая энергия меньше потенциальной энергии барьера. Но квантовая механика утверждает, что частица может проникнуть сквозь барьер, даже если ее кинетическая энергия меньше потенциальной энергии барьера. Это и происходит каждый раз, когда вы используете флеш-карту или проигрыватель для компакт-дисков.

Большинство людей полагают, что электрическая проводимость металлов – хорошо изученное в рамках классической физики свойство. Но при ближайшем рассмотрении становится понятно, что электропроводность обусловлена волновой природой электронов. Волны электронов, двигающиеся по металлической решетке, называют волнами Блоха. При интерференции этих волн возникает электропроводность. Более того, корпускулярно-волновой дуализм позволяет предсказывать сверхпроводимость: когда электроны (и другие частицы со спином в У2, например кварки) обладают нулевым электрическим сопротивлением.

Сегодня теоретики в области квантовой гравитации и релятивистской космологии изучают другой тип двойственности, чтобы найти решение нерешенных проблем. Эту голографическую двойственность сначала изучали Леонард Зусскинд и Герард Хуфт, а позже Мартин Малдасена сформулировал принцип AdS/CFT (пространство анти-де-Ситтер и конформная теория поля). Согласно этому принципу, феномен квантовой гравитации, с одной стороны, описывается обычной теорией гравитации (основанной на общей теории относительности Эйнштейна). С другой – двойственный характер квантовой гравитации описывается негравитационной физикой с пространственно-временными характеристиками низшего порядка. Остается только гадать, к чему это приведет.

Голографическая двойственность проявляется и в другом подходе к квантовой гравитации, таком как петлевая квантовая гравитация, и исследователи все еще изучают ее истинный смысл и потенциальные возможности для экспериментов.

Двойственность позволяет понять и использовать физические свойства, не поддающиеся анализу с какой-то одной позиции. Интересно, распространится ли эта концепция из физики на другие сферы жизни? Время покажет.

Двойственность

АМАНДА ГЕФТЕР

Редактор журнала New Scientist, основатель и редактор CultureLab

Это одна из самых странных идей, недавно появившихся в физике. Возьмите две теории, описывающие абсолютно разные миры – миры, использующие величины разного порядка, разную геометрию и состоящие из разных блоков материи. Двадцать лет назад мы бы сказали, что эти миры абсолютно несопоставимы и взаимно исключают друг друга. Сегодня мнение изменилось: две радикально разные теории могут быть двойственными – то есть могут быть двумя разными проявлениями одной и той же реальности.

Двойственность контринтуитивна, но в физике встречается часто. Когда физики хотели объединить квантовую теорию с гравитацией, они получили пять разных, но одинаково подходящих теорий струн. Выбор был слишком богатым – все хотели сформулировать единую «теорию всего», но не пять таких теорий. Ключевым ингредиентом оказалась двойственность. Все пять теорий струн оказались двойственными одна другой, то есть были разными выражениями одной теории.