Наука в поисках воззрения

Пит Хат

Стенограмма дискуссии на конференции «Ум и жизнь», Дхарамсала, 1997 год.

В этой встрече приняли участие Далай-лама XIV, профессора Антон Цайлингер, Дэвид Финкельштейн и некоторые другие, а также много слушателей. Доклад был опубликован в 2004 году в книге «Новая физика и космология», вышедшей в издательстве Oxford University Press под общей редакцией А. Зайонца.

Пит Хат: Я рад быть здесь сегодня и всю эту неделю. Я был очень счастлив уже в самолете из Нью-Йорка в Дели, потому что увидел в газете эту фотографию, имеющую непосредственное отношение к объекту моих исследований. Это снимок, сделанный с помощью обычного оптического телескопа, на нем видны две сталкивающиеся галактики. Я собираюсь показать вам это же событие в моих компьютерных симуляциях воображаемых галактик. Перед нами очень сложное оптическое изображение, с двумя световыми хвостами, тянущимися в разных направлениях. Мы считаем, что это две галактики, попавшие в «дорожную аварию».

Еще тридцать с лишним лет назад мы не знали, что это столкновение. Тогда мы думали, что это просто очень странные галактики, которые такими и зародились. Но c конца шестидесятых скорость компьютеров так возросла, что позволяет симулировать историю столкновения. Здесь вы видите такое же изображение, полученное с помощью телескопа Хаббл из открытого космоса. Поскольку вокруг нет воздуха, фотографии гораздо красивее, чем с земной поверхности. Здесь можно наблюдать не только сам факт столкновения, но и газовые облака в сталкивающихся галактиках, а также рождение новых звезд под действием высокого давления. Каждый из этих ярких огней — это новая звезда или группа новых звезд.

Далай-Лама: Звезды сталкиваются физически или происходит взаимопроникновение галактик без столкновения как такового?

Пит Хат: Звезды не ударяются в другие звезды. Они слишком малы по сравнению с огромным пространством вокруг них. Поэтому две галактики могут пройти друг друга насквозь, правда, сами они при этом искажаются за счет гравитации. Сталкиваются только облака газа, которыми заполнено межзвездное пространство.

Далай-Лама: Что происходит с их траекториями? Есть ли вероятность, что одна из галактик потянет за собой другую?

Пит Хат: Если они движутся с высокими скоростями, они просто проходят одна сквозь другую. Немного замедляются, но продолжают движение.

Далай-Лама: Когда образуются эти новые звезды, формируют ли они свои собственные автономные скопления в виде новой маленькой галактики или их всегда увлекает за собой одна из сталкивающихся галактик?

Пит Хат: Это очень хороший вопрос. Может произойти и то и другое. При внимательном рассмотрении в этих рукавах видны яркие пятна — там, где рождаются новые звезды. Они впоследствии сформируют маленькие дочерние галактики, которые покинут материнскую. Галактики проходят друг друга насквозь на большой скорости. При малых скоростях они просто застревают. При средних скоростях они проникают не полностью и, когда замедляются, становятся одной галактикой. Это случается чаще всего.

Если мы хотим посмотреть, пройдут ли они насквозь или застрянут, придется подождать несколько сотен миллионов лет. У большинства из нас не так много терпения, поэтому мы спрашиваем у компьютера, что произойдет. Я покажу вам это на примере одной симуляции.

Далай-Лама: У нас есть шанс, что кто-нибудь достигнет Просветления и сможет рассказать всю историю того, что произошло с галактикой.

Пит Хат: А вот и конкуренция между наукой и Просветлением! Итак, перед нами две галактики в нулевой момент времени. Время измеряется в единицах, равных ста миллионам лет. Обе галактики, белая и синяя, демонстрируют наличие звезд. Красный свет указывает на темную материю, невидимую массу, о присутствии которой мы знаем потому, что чувствуем гравитационное притяжение. В телескоп можно разглядеть только то, что здесь окрашено белым и синим, — это галактики, по форме они напоминают блины. Посмотрим, что произойдет, когда они встретятся.

Как видно, хвосты похожи на те, что были на фотографии. Весь процесс, который вы наблюдали в течение нескольких секунд, в реальности занял четыре миллиона лет.

Далай-Лама: Эти события имеют место в области послесвечения?

Пит Хат: Послесвечение Большого взрыва — это реликтовое излучение, фоном пронизывающее вселенную. Оно для всех исходит издалека. Послесвечение подобно свету неба, а эти две галактики — как птицы, летящие прямо над нами. Небо выглядит так, будто оно далеко. В прошлом светилась вся вселенная, и после остановки ее свечения свет продолжал свое странствие.

Чтобы показать, как расширяется вселенная, нам нужно начать с одного небольшого ее участка — нескольких галактических скоплений — и наблюдать за его увеличением. Вот что мы видим: первичный газ во вселенной образует маленькие галактики и газовые облака, которые собираются в группы галактик. Так создается структура вселенной. Каждая точка света, которую вы видите, это не одна звезда, но много, очень много звезд.

Наша локальная группа галактик достаточно невелика. В ней две большие галактики, наша и еще одна, и около десяти-пятнадцати малых. Но рядом находится значительно более крупная группа, и мы являемся частью иерархии — метагруппы из тысяч галактик.

Далай-Лама: Нагарджуна в одном из своих поэтических текстов задает такой вопрос: если земля, горы, океан и звезды в конце концов становятся обычной пылью, какая подушка останется для нас, простых смертных? Какого бессмертия можно ожидать? Даже галактики растворяются. Астрофизики должны донести этот момент в первую очередь до политиков и до тех, кто убивает друг друга во имя религии. Чего ради?..

Пит Хат: Если бы существовала возможность отправлять радиосигналы к другим планетам и астрономы общались бы друг с другом как послы, вселенная могла бы стать лучше. Но до этого пока далеко.

Пожалуй, сейчас мне придется поиграть с мировыми системами, или мировоззрениями. Приятно, что мне еще и платят за то, чтобы я вот так жонглировал галактиками, но на стороне я занимаюсь еще и другими вещами. Одна из них заключается в том, что меня очень интересуют все аспекты мировоззренческих систем как таковых, подходы не только к физической реальности, но и к миру как целому, включая людей и их представления о красоте и смысле.

В диалоге между наукой и буддизмом, или, если обобщить, между наукой и религией, часто идет речь о необходимости построить мост. Вы недавно упоминали о том, что, согласно Нагарджуне, многие метафоры верны лишь отчасти. Думаю, что метафора моста также в определенном смысле верна, но мне она не нравится. Я полагаю, что настоящее место встречи — внизу, в каньоне, то есть у корней, из которых произрастает знание науки и буддизма. Это менее изведанная область.

В Америке, где все время приходится пользоваться лозунгами, потому что американцы не способны концентрироваться на чем-то долго, я говорю: корни не плоды. Это значит, что мы сосредотачиваем внимание на процессе, а не на результатах (или плодах) науки и буддизма. Крайне любопытно было бы поговорить о Большом взрыве, сравнить буддийскую и христианскую трактовки происхождения мира. Но еще интереснее процесс формирования знания, развития мудрости и сочувствия. Вероятно, в будущем у нас появится возможность обсуждать его на языке науки.

Желая приблизиться к корням науки и религии, как ученый, я, разумеется, должен начать с науки. Хочу представить вам свое понимание ее корней. Сначала нужно взглянуть на структуру различных форм научного знания, на их взаимоотношения и развитие. Иногда люди пользуются метафорой «дома науки», в котором второй этаж занимает математика, а физика, основанная на ней, располагается на третьем. Биология использует физику и химию, и это следующие этажи здания. Математика, в свою очередь, базируется на специфической логике. Я сделал фундамент логики под вторым этажом меньше, поскольку логических правил, из которых вырастает обширный корпус математики и физики, совсем немного. Получившееся сооружение похоже скорее на ступу, чем на дом, но в нашей ситуации это допустимо.

В рассматриваемой модели прослеживается тенденция редукционизма — склонность объяснять жизнь на основе ДНК, физики или химии молекул или атомов. Скажем, изучая мозг в психологии, смотрят на его биологическую структуру, на нервные клетки и на то, как передаются нервные сигналы. Каждый последующий уровень объясняется в терминах предыдущего — от психологии спускаются к биологии, оттуда к физике, математике, логике. Ученые, как и люди за пределами науки, часто говорят о ней, руководствуясь ее принципами.

Существуют научные принципы, такие как объективность, повторяемость, консенсус в научной среде — и они восходят к логическим и математическим законам. Все остальное зиждется на этом. Итогом исследований в области психологии и биологии становятся, например, знания о теле и мозге, а также все больше и больше знаний об опыте: как человеческий опыт возникает на основе структуры мозга, из воплощенного бытия, начиная с простых элементов.

Похоже, это и есть принцип работы и устройство науки. Но я думаю, что предложенная картина сбивает с толку. Она чересчур проста. Это идеал, но на практике новые открытия иногда вынуждают нас модифицировать основания. Например, для физики верно утверждение, что в каждый отдельный момент времени логика определяет то, как оперировать математикой, которая собственно и определяет физику, — таковы здесь отношения между уровнями. Однако серьезные открытия, такие как квантовая механика, заставляют нас пересматривать изначальные принципы и вводить новые, чтобы объяснить происходящее.

Далай-Лама: История буддизма показывает, что все начинается с физики — логика появляется позднее. Буддийская логика была строго сформулирована в V веке Дигнагой, а затем в VII веке ее переформулировал Дхармакирти, в то время как сам буддизм появился задолго до этого. Интересно подумать над тем, что является основанием логики. Закон исключенного третьего, например, опирается на своего рода опыт. Логика создавалась не в вакууме. Для начала это была воплощенная логика, выводимая эмпирически. Затем логика устанавливается, совершенствуется — и в итоге определяет и проясняет дальнейший опыт.

Пит Хат: В физике сейчас происходит то же самое. Я думаю, ей предстоит пережить более значительные изменения, чем буддизму. Сказанное вами сейчас об исторических корнях буддийской логики напомнило мне, что здание современной науки начали строить совсем недавно, всего лишь 400 лет назад, в Европе. Логику и математику европейцы унаследовали от греков — этим областям знания на тот момент было уже около двух тысяч лет. Но греки говорили только о статичных явлениях. Позднее Галилей и Кеплер открыли физику движения. Было ясно, что для понимания этой новой физики, например, точных законов движения планет, необходимо было модифицировать математику и логику, которая использовалась для их описания.

Ньютон изобрел новый математический аппарат для очень малых интервалов — собственно, для бесконечно малых — чтобы иметь возможность описывать произвольные формы. Ньютон рассматривал первую модификацию математики, базирующуюся на принципах, заимствованных из физики. Люди думали, что после Ньютона потребности в дальнейших изменениях не будет. До появления квантовой физики его система оставалась догмой.

Конечно, эта классическая система до сих пор верна в известных пределах, но если вы проводите эксперименты с высокой точностью, ее тоже нужно модифицировать. То есть она пока еще применима, но уже не всегда точна. В квантовой механике, например, ничего нельзя с точностью повторить — так, всегда будет немного отличаться время, которое требуется радиоактивному атому для распада. Триста лет назад важнейшим принципом физики была устойчивая воспроизводимость процессов. То, что невозможно было повторить, не считалось подлинным и доказанным. Это было настоящей догмой, краеугольным камнем науки.

Странность здания науки заключается в том, что конструкция получается нефиксированной, изменчивой: вы можете заменить первый этаж или даже фундамент, а вся структура останется стоять. Нельзя признать безусловно верным то, что психология должна базироваться на биологии, а биология на физике. Будь это так, модификация принципов, составляющих фундамент, привела бы к обрушению всего здания. Тем не менее этого не происходит. У биологии свое понимание, и оно сохранится, даже если физика изменится.

Нет оснований верить в то, что этот процесс обратной связи, ведущий к корректировке основополагающих принципов, остановится. Подобно тому как благодаря физике появилась новая математика, я ожидаю, что биология или психология приведет к рождению новой физики и обогатит фундамент.

Далай-Лама: Вы имеете в виду эмпирическую психологию?

Пит Хат: Да. Сначала эмпирическую, но затем из результатов, полученных практическим путем, последуют теоретические умозаключения. Теория и эксперимент всегда взаимосвязаны. Теория сама по себе является догмой. Эксперимент как таковой нем. Мы даже не знаем, как объяснить ход и результаты опыта, если не располагаем языком теории, на котором описываются подобные вещи.

Другие примеры модификации основ показывают, что общая тенденция не является произвольной. Это закономерность. Она всегда движется в том же направлении, а именно, от абсолютного к относительному. Узнав что-то новое, мы первым делом радуемся: «О! Я нашел истину!» Затем мы узнаем больше и думаем: «Хммм… Пожалуй, она не абсолютна. У нее, похоже, есть и другая сторона». Мы не выбрасываем то, что нашли, но помещаем в более широкий контекст. В физике мы даже назвали такие процессы теорией относительности — например, теория Эйнштейна. Но назвать теорию «теорией относительности» — это негативный способ ее определения. Более позитивным было бы назвать ее теорией преобразования.

Простейшая теория относительности — это кухонная относительность, в которой вы можете превратить воду в лед. Заморозить воду или растопить лед. Если вы родились и выросли на тропическом острове, вы не знаете, что такое лед, вам известна только вода, которая для вас абсолютна, потому что ничего другого вы не видели. Но однажды вы отправляетесь в путешествие или покупаете морозильник — и вода превращается в лед. Тогда вы понимаете, что вода относительна.

Лед тоже относителен — но сам материал, из которого состоит и то, и другое, кажется абсолютным, ведь вы можете преобразовывать его в обоих направлениях. Один и тот же материал выглядит по-разному, принимает разные формы. Относительность воды и льда дает вам больше свободы. Вы способны сделать больше, чем раньше. Так и относительность Эйнштейна показала нам, что пространство и время не абсолютны, что в указанных пределах одно можно превратить в другое.

Что может преобразовываться полностью, так это масса и энергия. Масса способна стать энергией, а энергия материей. Пример — атомная бомба и атомный реактор. Это следствие преобразования пространства / времени. Если вы изучите математический аппарат относительности Эйнштейна, вы увидите, что пространство и время трансформируются друг в друга, по крайней мере, до определенной степени, а масса и энергия — полностью, как вода и лед.

Далай-Лама: В макромире есть много иллюстраций того, как масса преобразуется в энергию. Это происходит, скажем, в камине. А вы можете привести пример превращения энергии в массу?

Пит Хат: Это нетрудно показать на примере процессов в элементарных частицах. Фотон превращается в две материальные частицы — электрон и антиэлектрон. Материя рождается из чистой энергии, из фотона.

Далай-Лама: Это происходит только на уровне элементарных частиц?

Пит Хат: Это случилось со всем пространством после Большого взрыва. Сразу после этого события все было излучением энергии. Когда температура упала, излучение конденсировалось в материю, как пар в капельки воды.

Далай-Лама: Но в повседневном макромире ничего подобного не происходит?

Дэвид Финкельштейн: Когда батарея поглощает солнечную энергию, ее масса хотя и незначительно, но увеличивается.

Пит Хат: В нашей модели здания науки, как мы видим, ученые обычно обманывают и рассказывают всем только часть истории. Они не всегда признаются, что перестроили фундамент. Еще одна вещь, о которой люди нечасто слышат, и она еще глубже: это фильтр, отделяющий опыт от научных построений. Для меня этот момент чрезвычайно важен, но обычно его оставляют за рамками академических дискуссий.

Далай-Лама: Говоря о фильтре, вы имеете в виду, что определенные аспекты всеобщего опыта мы отсеиваем, а другие включаем в науку как ее интегральную часть?

Пит Хат: Да. Пример — первичные и вторичные качества. Триста лет назад люди обнаружили, что длина объекта относится к физике, тогда как его цвет и фактура субъективны. Люди могут чувствовать объект на ощупь и видеть его цвет. Но в физике мы говорим только о массе, длине, времени. Физиков цвет не интересовал. Сегодня мы намного лучше понимаем материю, и мы модифицировали этот фильтр. Мы способны определять цвет материалов путем вычислений. Пропускная способность нашего фильтра увеличилась, и мы можем описать больше.

Далай-Лама: Но даже сейчас в физике, когда говорят о цвете, имеют в виду фотоны и тому подобное. Как заметил Артур Зайонц, описывая результаты своего исследования теории цвета Гёте, вы по-прежнему оставляете без внимания то, что мы собственно и переживаем как цвет, звук и так далее.

Пит Хат: Субъективный опыт этим фильтром не пропускается. Красота, ответственность и смысл через него не проходят. По крайней мере, пока.

Далай-Лама: А ум проходит?

Пит Хат: Только не в качестве субъективного опыта. Когда ученые говорят об опыте с точки зрения психологии и биологии, они фокусируются на теле и мозге. Такой «опыт» проистекает из реальных переживаний, но многое оставляет за скобками. Потом на этой основе с помощью математики и физики создается абстрактная картина. Далее подключается биология и затем реконструируется опыт. Нет никаких оснований полагать, что полученная модель работает правильно. Это просто приближение.

Если нейробиолог говорит вам, что располагает теми или иными знаниями об опыте, или же биолог утверждает, что получил информацию о человеческом мозге из эволюции, некоторые их выводы могут быть верными. О деталях сегодня известно много. Однако нет никакой уверенности в том, что у нас имеется полная картина. Многое остается вынесенным за скобки, и структура знания непрерывно меняется. Но если мы модифицируем и этот фильтр, то можно надеяться, что наше понимание опыта улучшится и уточнится.

Самым интересным в науке я считаю концепцию свободы от идентификации. В этом веке мы убедились в том, что старую картину мира с объектами, которые мы видим вокруг, действительно пора заменить на своего рода игру взаимосвязей и взаимодействий. Любое явление — это взаимодействие. Все, что нам известно о фотоне, подается как смена ролей. Иногда он разыгрывает из себя скорее волну, иногда частицу — в зависимости от того, какой вопрос мы ему задаем. Мы не можем однозначно определить его, сказав, что электрон — это частица или что электрон — это волна. Все гораздо подвижнее, здесь масса возможностей. Мы должны видеть, что роли — это лишь роли, они не однозначны, не абсолютны. Поэтому как минимум в физике нам со всей очевидностью необходимо отказаться от идентификации.

Далай-Лама: Под идентификацией вы имеете в виду понятие «вещности»? Независимой самости?

Пит Хат: Да. Это идентификация какой-нибудь фиксированной вещи и также любого свойства. Это как слон. Его нельзя отождествить с ногой или хвостом, а также с их комбинацией или любым другим сочетанием признаков или частей. Переход от объектов к действиям или от объектов к явлениям можно описать как переход от понятия «являться чем-то» к понятию «проявляться как нечто». Мне действительно нравится это выражение. Я полагаю, что в вашей традиции эта глубокая, фундаментальная истина была открыта намного раньше, чем в науке. Не думаю, что здесь имеет место совпадение. Я уверен, что это показывает основополагающую структуру реальности на уровне корней, не плодов.

Далай-Лама: То обстоятельство, что и наука, и буддизм приходят примерно к одному и тому же выводу относительно природы пустоты, помещая физические объекты в фокус своего анализа, может быть чистым совпадением.

Пит Хат: В принципе, это могло бы быть и совпадением, но лишь в том случае, если бы физический мир и ментальный мир были абсолютно различны, без всякой возможности взаимного преобразования. Но я считаю, что нам нужно посмотреть на возможные связи между относительностью и преобразованиями. И если они взаимосвязаны, то это не совпадение.

Например, вчера мы говорили о Большом взрыве в физике и пространственных частицах в буддийской системе Калачакры, и сравнивать их было очень интересно. Какие-то аспекты схожи, какие-то различны, поскольку результаты всегда в определенной степени зависят от метода исследования. Однако я полагаю, что главный фундамент — это логика. Если логика понимается правильно и глубоко, фундамент у разных областей знания будет общим. Если он все же разный, то нужно спуститься еще глубже в поисках взаимосвязей. У каньона обязательно должно быть дно, соединяющее оба берега.

Мне кажется, что наука в некоторой степени уже освободилась от идентификации. Вопрос в том, куда приведет нас будущее. Я вижу только одну возможность: что мы движемся от науки объективности к науке, включающей и объективность, и субъективность. Следующая теория относительности или следующая теория преобразований будет включать в себя относительность субъекта и объекта, физического и умственного.

 


Пит Хат

Астрофизик, профессор Принстонского института перспективных исследований. Родился в 1952 году в Утрехте (Нидерланды). Основные работы посвящены поведению больших звездных скоплений. В научном мире известен как соавтор алгоритма симуляции Барнса-Хата.


Мнения

Доктор Барбара О'Брайен: Ошибочно думать, что истинность буддизма должна быть «доказана» наукой. Я считаю, что буддизму не нужны никакие доказательства со стороны науки, — напротив, отрадно, что научные открытия находят подтверждение в буддизме. Ведь исторический Будда достиг Просветления, ничего не зная о теории струн.

Доктор Гренвил Дхармавардена, Университет Коломбо: Знание Будды показывает истинную природу ума и всех явлений. Ученые, применяя научные методы, стремятся объяснить явленный мир. Цель Учения Будды — преодоление людских страданий и достижение непреходящего счастья за счет тренировки ума, развития внимательности и осознанности. А цель науки — обеспечить человечеству материальный комфорт…


Начало нанотехнологий
Мы проникаем все глубже в структуру материи, но по-прежнему ничего не знаем об уме. В апреле 1990 года сотрудник IBM Дон Эйглер (Don Eigler) сообщил о регистрации первого управляемого движения индивидуальных атомов, искусно используя туннельный микроскоп, что позволило выложить буквы IBM из 35 атомов ксенона.
Перевод с английского: Елена Леонтьева

Этот текст был опубликован в 19 номере журнала «Буддизм.ru»