О современной научной картине мира

В рамках данной статьи мы поговорим не только о физике, но скорее о современной научной картине в целом с точки зрения прежде всего естественных наук. Но именно на физику мы сделаем наибольший акцент и упор, так как физика считается фундаментальной по отношению ко всем остальным естественным наукам. Наш обзор этой научной картины мира мы построим не по тому богомерзкому принципу, по которому строятся большинство статей подобной тематики (то есть посредством простого перечисления разрозненных кусков знания), а философски (то есть так, чтоб одно из другого системно проистекало, а вся эта система была взята не только как целое, но и как развивающееся целое). А поможет нам построить такой цельный философский обзор современной научной картины мира метод декомпозиции слоев реальности. Мы будем осуществлять наше путешествие к глубинам реальности, собирая знания, с одной стороны как бы с полного нуля, словно мы ничего не знаем о мире, с другой стороны — диалектически обогащая то, к чему мы пришли философски через справочную информация о конкретных деталях того или иного явления, подробно изученного наукой.

Декомпозируя реальность

Самое сложное — это, как говорит Гегель, начать. Что вообще значит «декомпозировать слои реальности»? Давние читатели моего блога хорошо знакомы с этим, но на всякий случай я расскажу о декомпозиции реальности подробнее, чтобы было понятно всем.

Гегель учит нас, что вокруг себя невооруженным глазом мы видим лишь явления, то есть то, что является нашему ограниченному восприятию, когда оно вступает в контакт с миром. Но то, что является — это лишь верхушка айсберга, представляющая собой не то, чтобы прям совсем иллюзию, но нечто еще очень далекое от предельной истины, нечто еще очень поверхностное, даже обманчивое и скрывающее суть.

Но кто или что хочет нас обмануть и скрыть суть? Никто. Всё дело именно в нашем ограниченном восприятии. Мир бесконечен, безграничен и весь существует собственно везде и сразу. А вот мы — к сожалению нет. Мы конечны, ограничены и существуем только здесь и сейчас, воспринимая этот мир в очень узком диапазоне, доступном нашим органам чувств.

Поэтому нашему ограниченному восприятию недоступна сразу целиком и полностью вся сущность Мироздания. Нам доступны лишь очень маленькие, почти иллюзорные, преломленные через наше восприятие проявления этой сущности, то есть собственно явления. Почему я говорю «почти иллюзорные»? Потому что явления — это всё-таки не что-то плохое и неважное, неистинное и неправильное. Явление и сущность находятся в диалектической взаимосвязи. Явление отражает сущность, а сущность — «светится» или оформляется в явлении.

Изучая явления, мы постепенно проникаем в сущность. Но сущность — это не клад, который зарыт в земле и который нужно лишь откопать. Сущность — это более полный и фундаментальный слой реальности, скрытый за преломленным восприятием явлением. Но когда мы проникаем через явление к сущности, снимая это явление как слой, то достигнутая сущность сама становится явлением для нас (ведь мы по-прежнему пытаемся воспринять безграничный мир ограниченным восприятием), но на более глубоком уровне. Теперь наша задача — снять новый слой явления и проникнуть к более глубокой сущности, которая снова обратится явлением и мы снова его снимем.

Вот так и осуществляется декомпозиция реальности от явлений к сущности слой за слоем. Можно возразить, сказав, что это бессмысленное занятие, которое не закончится никогда. Да, но во-первых, именно так и работает наука и наша познание в целом. Во-вторых, на каждом новом этапе мы понимаем реальность всё полнее и глубже. Так что хоть мы и движемся постоянно от явлению к сущности, а затем опять от нового явления к новой сущности, это всё-таки не движение по кругу и не топтание на месте. Это движение по спирали всё дальше и дальше, всё глубже и глубже. В-третьих, это просто интересно.

Итак, приступим!

Мир вещей

Какой уровень слоев реальности самый поверхностный (не в смысле «глупый», а в смысле «лежит на поверхности»)? Безусловно многие философы дали бы самые разнообразные ответы. Но, я думаю, вполне устойчивый консенсус можно обрести на том, что если уж и не самый поверхностный, то один из первых уровней реальности точно — это то вещество, что непосредственно доступно нашим органам чувств.

Это мир самых привычных нам вещей: деревьев, домов, звуков, цветов, животных, машин и т.д. На этом уровне, если представить, что других знаний у нас пока нет, нам еще кажется, что все эти предметы и их качества имеют полностью самостоятельное и стабильное существование.

Вещество, как кажется на этом этапе, это прочная материя, из которой «сделаны» все окружающие нас вещи. Оглядевшись вокруг себя, мы очень быстро замечаем, что всё это вещество проявляет весьма разные свойства. То, что растет, размножается, реагирует на внешние раздражители мы обозначили как «живое», а то, что таковыми свойствами не обладает -«неживое».

Мы хотим понять из чего сделан мир, поэтому очень удобно на данном этапе использовать слово «материя», буквально подразумевая под ней реально существующий, но пока непознанный «материал», из которого фундаментально сделано всё. Таким образом, первое, что дает нам элементарный обзор явлений окружающего мира — это то, что мир есть, он из чего-то состоит, а всё многообразие вещей может представлять собой живую или неживую материю.

Вообще сводить многообразие к единому знаменателю (сохраняя и признавая красоту и уникальность многообразия) — это характерная черта человеческого мышления. Осознанно или нет, но мы всё хотим подвести под некую систему и общий знаменатель. Случайно ли это? Нет конечно, но об этом позже. А сейчас мы видим, что всё многообразие всех вещей во Вселенной можно упорядочить всего лишь в два класса явлений: живое и неживое.

Живое и неживое

Что такое жизнь? С точки зрения науки — активная форма существования материи. Что значит «активная»? Это значит, что живой материей считается только та, которая:

• растет и развивается,

• размножается,

• подвержена наследственности и изменчивости (то есть диалектически несет в себе опыт предков, но, сохраняя его, изменяется в ходе собственного развития, передавая своим потомкам новый набор данных с учетом и «опыта» предков и собственных достигнутых изменений),

• стремится к гомеостазу (то есть диалектическому сохранению стабильности в условиях нестабильности),

• осуществляет обмен веществ и энергии,

• имеет клеточное строение,

• реагирует на внешние раздражители (чтобы диалектически сохранять себя, когда мир требует привести тебя к энтропии),

• адаптируется и эволюционирует.

Последний пункт особенно интересен тем, что эволюция живого по сути является частью эволюции всей Вселенной, что как бы косвенно намекает нам на то, что жизнь — это не что-то обособленное и случайное, но закономерное продолжение всего, что происходило ранее в истории всей Вселенной.

Мы видим аж 8 хорошо разработанных наукой признаков, отличающих живое от неживого. Однако здесь кроется и серьезный философский подвох.

Определение жизни на данный момент фактически и строится на этих признаках, а это, как мы говорили в этой статье, означает, что ученые пока не понимают фундаментальной сути изучаемого явления, поэтому и вынуждены давать определения данному явлению не по сути, а, фактически описательно по внешним признакам. То есть мы еще не проникли в суть этого явления достаточно глубоко, поэтому пока просто описываем его как видим (и «видим» не только в прямом смысле, но и при помощи имеющихся приборов и данных).

Обратите внимание: «суть явления» — то есть то, что скрыто в глубине за тем, что мы видим на поверхности. А что есть жизнь в своей глубине? Имеющиеся ответы, основанные на том, что жизнь — это что-то случайное, эмерджентное и в целом для Вселенной второстепенное, неудовлетворительны, потому что ничего толком не объясняют. Но мы ведь находимся лишь на первом уровне декомпозиции реальности, так что не будем требовать пока здесь от науки слишком многого: что если жизнь фундаментальна, а потому понять жизнь будет означать понять всё Мироздание, а нам нужно двигаться последовательно и не прыгать из первого класса школы сразу в 11.

Что мы можем сказать о жизни более менее достоверно? Ведь еще совсем недавно с легкой руки Ф. Энгельса считалось, что «жизнь — это форма существования белковых тел, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой и которая прекращается вместе с прекращением этого обмена веществ, ведя за собой разложение белка». Эту формулировку Ф. Энгельс дал в «Диалектике природы» в конце XIX века. С тех пор развитие биологии показало, что близкий друг К. Маркса ошибался: жизнь хоть и тесно связана с белками, но не сводится только к ним.

Энгельс формулировал свои мысли в эпоху, когда белок казался химической вершиной сложности. Сегодня мы знаем, что жизнь держится не на веществе, а на организации. На потоке. ДНК хранит не материю, а информацию о том, как эту материю собирать. Клетка не просто существует, она непрерывно пересобирает себя, поддерживая градиент, откачивая энтропию, считывая сигналы и отвечая на них. Если убрать химический фасад, остаётся процесс, а не субстанция. И именно процесс стирает ту границу, которую мы так старательно проводили между живым и неживым.

Возьмём кристалл. Он растёт, соблюдает строгую внутреннюю симметрию, реагирует на температуру и состав раствора, запоминает историю своих слоёв. Возьмём пламя. Оно потребляет, воспроизводит структуру, передаёт паттерн горения вперёд, пока есть топливо. Вирусы вообще существуют в промежуточном состоянии, включая метаболизм только внутри клетки. Граница оказывается не стеной, а спектром. Живое не выпадает из законов физики, а выворачивает их наизнанку, используя те же самые взаимодействия, чтобы поддерживать локальный порядок в глобально рассеивающейся системе. Условное деление удобно для биологов и врачей, но для онтологии оно бесполезно. Материя едина. Она просто умеет собираться в узлы разной плотности и сложности.

И живое и неживое, и органическое и неорганическое состоит из единого набора элементов, прописанных в Периодической таблице. Если снять химические оболочки и молекулярные узоры, мы упираемся в атомы. И здесь диалектика срабатывает особенно наглядно. Один и тот же углерод в графите проводит ток, в алмазе режет стекло, в нейронах кодирует память, в атмосфере ловит тепло. То же железо рождается в ядрах умирающих звёзд, падает метеоритом, входит в гемоглобин, ржавеет на мосту. Вещество не меняет своих законов в зависимости от того, в каком контексте мы его встречаем. Электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия, гравитация работают одинаково в протоплазме и в межзвёздной пыли. Единство материи перестаёт быть лозунгом и становится рабочим инструментом. Мы больше не ищем два разных мира. Мы ищем одну ткань, сплетённую по разным выкройкам. Спускаемся глубже.

Мир частиц и полей

Но атомы — тоже не предел. Они уже не первичны. Квантовая теория поля показывает, что частицы это не шарики, а возбуждения. В каждой точке пространства живут свои поля. Электронное, кварковое, фотонное, поле Хиггса. То, что мы называем материей, это временные сгустки энергии, колебания, стоячие волны в невидимой среде. Даже вакуум не пуст. Он кипит виртуальными флуктуациями, рождает и гасит пары, хранит нулевую энергию. Частица появляется, взаимодействует, исчезает, но поле остаётся. И это поле безразлично к нашим категориям. Ему всё равно, складывается ли возбуждение в кварц или в кору дерева. Оно просто подчиняется симметриям и законам сохранения.

И вот здесь научная картина делает резкий поворот, который часто ускользает от популярных обзоров. Всё то вещество, которое мы только что разбирали по слоям, вместе с полями, которые его порождают, занимает меньше пяти процентов космического бюджета. Остальное скрыто. Тёмная материя не светит, не поглощает, не отражает. Она не вступает в электромагнитное взаимодействие. Мы замечаем её только по гравитации, по тому, как она удерживает галактики от развала, как искривляет свет далёких квазаров. Тёмная энергия вообще работает в обратную сторону. Она расталкивает пространство, ускоряет расширение, ведёт себя как антигравитация, зашитая в саму геометрию вакуума. Называть это тёмным — не поэзия, а честное признание слепоты. Мы видим лишь тонкую плёнку на поверхности океана, который определяет движение всей воды. Вещество, к которому мы привыкли, это редкая примесь, а не фундамент.

Значит ли это, что квантовые поля и есть предельный слой? Скорее всего нет. Гравитация до сих пор не встраивается в квантовую схему. Пространство и время в общей теории относительности гладкие и динамичные, а в квантовой картине они выглядят дискретными и размытыми. Где-то на стыке рождается напряжение, которое намекает на следующий уровень. Современные подходы уже пробуют описывать пространство-время не как сцену, а как следствие. Как эмерджентное свойство квантовой запутанности. Как сеть отношений, где нет отдельных объектов, а есть только связи. Информация в этих моделях перестаёт быть чем-то, что мы записываем на носитель. Она становится тем, из чего ткань реальности сплетается. Поля тогда оказываются не первичной субстанцией, а удобным языком, на котором мы описываем средние состояния более глубокого процесса.

Что дальше?

Декомпозиция реальности не даёт нам права сказать, что мы почти у цели. Она даёт право понять, что цель смещается каждый раз, когда мы делаем шаг. Мы начали с деревьев и домов. Прошли через границу живого и неживого и увидели её прозрачность. Ушли к атомам и обнаружили единство вещества. Спустились к полям и поняли, что частицы это всего лишь рябь. Заглянули в тёмный сектор и осознали, что наша видимая Вселенная это статистическая погрешность на фоне настоящего масштаба. И теперь стоим перед предположением, что даже поля это проекция. Не окончательная истина, а рабочий горизонт.

Что это значит для нас здесь и сейчас? Это значит, что разговор о фундаментальном единстве материи перестаёт быть абстракцией. Жизнь — не случайная искра на холодном камне. Камень и искра сделаны из одного. Просто один конфигурирован так, что рассеивает тепло, а другой — так, что удерживает его, запоминает, воспроизводит, учится адаптироваться. Разница не в субстанции, а в режиме её организации. Деление на живое и неживое полезно для лабораторий и учебников, но бессмысленно для онтологии. Материя едина, и она не пассивна. Она умеет самоорганизовываться, умеет создавать условия для собственной сложности, умеет порождать наблюдателей, которые потом задаются вопросом, откуда всё взялось.

Мы не знаем, что лежит под полями. Возможно, это чистая математическая структура. Возможно, сеть причинно-следственных отношений без носителя. Возможно, то, что мы пока не можем назвать, потому что язык формировался для мира макроскопических объектов, а не для процессов, где пространство рождается из запутанности, а время из асимметрии взаимодействий. Но мы уже видим направление. Реальность не состоит из деталей. Она состоит из связей. И чем глубже мы спускаемся, тем меньше остаётся отдельных вещей и тем больше обнаруживается единый процесс.

***

Декомпозиция слоёв не заканчивается. Она не должна заканчиваться. Если бы мы уперлись в финальный кирпичик, наука превратилась бы в каталог. А она остаётся движением. Спиралью, где каждый новый виток не отменяет предыдущий, а показывает его как частный случай более общей динамики.

Мы начинали с того, что мир кажется набором предметов. Прошли через иллюзию разделения на живое и неживое. Увидели вещество как тонкую прослойку. Заметили тёмный океан под ногами. Почувствовали, что поля это не дно, а поверхность следующего уровня. И теперь остаётся только одно. Продолжать снимать слои. Не ради того, чтобы дойти до конца. А ради того, чтобы каждый раз понимать, насколько удивительнее мир, чем наши привычки его описывать.

Мой научно-философский проект