Читаем Мозг против мозга. Mind vs brain полностью

Однако не все так безоблачно в классической физике (я даже не имею в виду квантовые эффекты – только классику). «Неприятности» начинаются уже при элементарном и небольшом усложнении экспериментальной ситуации. Когда появляются три (и больше) точки, задача расчета их движения становится трудноразрешимой. Именно поэтому астрономические расчеты движения планет и учета возмущений настолько сложны, что их приходится решать путем приближений, неточных и весьма нетривиальных методов («неточный» не подразумевает «плохой», его точность может быть чрезвычайно велика, но не абсолютна, как в случае аналитического решения задачи двух точек). Здесь уже, вероятно, начинает сказываться несовершенство математического подхода. Мы его применяем не для того, для чего он был разработан: решаем проблему не двух, а трех и более точек.

Ситуация значительно усложняется при увеличении числа объектов, появляется новое качество, до сих пор до конца не понятое. Такая ситуация реализуется, когда мы рассматриваем простой объект (например, кубический сантиметр газа). В чем же проблема? Поведение малого числа точек обратимо во времени, то есть если мы заменим во всех ньютоновских уравнениях знак времени, то поведение объектов будет таким же – траектории движения не изменяются в зависимости от направления движения. Для газа это не так. Поведение сложного объекта уже не подчиняется основным принципам.

Даже при рассмотрении хорошо известных процессов (например, разбивания стакана, поглощения энергии колебаний газовым амортизатором, размешивания капли чернил в стакане воды) мы можем их рассчитать с той или иной степенью точности, но не можем до конца удовлетворительно объяснить. Действительно, для их объяснения мы должны вводить постулаты – нечто принимаемое на веру без доказательства с помощью так называемых правдоподобных рассуждений. Справедливость того или иного постулата (иногда в другой области человеческого идеального мира их называют догмами) здесь не рассматривается. Я более чем уверен, что второй постулат термодинамики справедлив (21). Однако само введение дополнительных постулатов указывает на выход за некоторые рамки теории или системы.

Здесь напрашивается аналогия с теоремой Гёделя (22) о наличии в рамках любой системы утверждения, не доказуемого в ее рамках. Однако эта аналогия неверна. Дело в том, что для объяснения некоторых феноменов мы должны вводить новые постулаты, ранее в этой системе не существовавшие. Поясним еще раз: классическая механика, разработанная Ньютоном, подразумевает однородность и изотропность пространства и однородность и изотропность времени. Второе начало уничтожает принцип изотропности времени. Принцип детерминированности, то есть принципиальной возможности точного расчета будущего поведения системы, теоретически остается. Однако возможно, что существуют какие-то ограничения; эта возможность не может быть реализована в рамках классической физики не только технически, но и принципиально.

Как ни странно, в квантовой механике многое выглядит существенно проще. Суть квантовой механики подчас трудно понять не из-за сложности науки, а из-за ее «ненаглядности», из-за того, что она описывает мир, к которому мы не привыкли и в котором действуют другие законы другой логики. Квантово-механический подход объясняет свойство объектов микромира, с которыми человек не имеет дела в обыденной жизни, точнее, имеет, но не осознает этого. Именно поэтому некоторые свойства квантовых объектов кажутся столь необычными, что вызвали к жизни целое научное направление – о проблеме наглядности в современной физике. Однако следует заметить, что при увеличении размеров объектов почти всегда квантовые закономерности плавно переходят в классические. Так, человеческое тело подчиняется тому же принципу неопределенности Гейзенберга (23), но эта неопределенность составляет относительно ничтожную величину и не принимается во внимание.

Тем не менее в течение многих десятилетий квантово-механический подход и идеология не принимались физиками. Можно сказать, что они во многом так и не были приняты. Как писал Макс Планк, старые физики, не верящие в квантовую физику, умерли, а новое поколение восприняло ее как данность, и в настоящее время она стала обычной дисциплиной четвертого курса физфака.