Материя и разум
Шрифт:
Вот в чем суть объяснения однонаправленного характера всех природных явлений (включая, конечно же, процесс жизни организма от рождения до смерти), предложенного Больцманом. Его главное достоинство заключается в том, что «стрела времени» (как ее назвал Эддингтон) не вводится в механизмы взаимодействия, представленные в нашем примере механическим актом тасования. Этот акт, этот механизм пока что не имеет понятия о прошлом и будущем, сам по себе он полностью обратим, «стрела» же – то самое понятие о прошлом и будущем – появляется из статистических соображений. В нашем примере с картами фокус в том, что существует лишь одно (или очень мало) упорядоченное расположение карт, в то время как неупорядоченным счет идет на миллиарды миллиардов.
Тем не менее, теория снова и снова подвергается нападкам, иногда со стороны очень умных людей. Нападки сводятся к следующему: теория нездорова с точки зрения логики. Поскольку, как утверждается, если основные механизмы не различают два направления хода времени и работают абсолютно симметрично в этом отношении, каким образом результатом их совместной работы
Если этот аргумент правомочен, то он, по-видимому, представляет собой смертный приговор теории, так как нацелен на ту самую точку, которая считается основным ее достоинством: вывод необратимых событий из обратимых основных механизмов.
Аргумент совершенно правомочен, но, тем не менее, фатальным не является. Аргумент логичен в том, что касается утверждения об эквивалентности протекания процессов в противоположных направлениях времени, которое с самого начала считается совершенно симметричной переменной. Но нельзя сразу же делать вывод о том, что это справедливо в обоих направлениях. Осторожно подбирая слова, следует сказать, что в произвольном частном случае процесс протекает либо в одном, либо в другом направлении. К этому следует добавить: в частном случае мира, как мы его знаем, его «истощение» (термин, употребляемый время от времени) происходит в одном направлении, которое мы называем направлением из прошлого в будущее. Другими словами, статистической теории тепла необходимо дать возможность самостоятельно определить, в каком направлении течет время. (Это имеет исключительно важные последствия для методологии физика. Он никогда не должен вводить то, что независимо определяет направление стрелы времени, так как в противном случае красивое строение Больцмана рушится.)
Могут возникнуть опасения, что в различных физических системах статистическое определение времени не всегда может означать одно и то же его направление. Возможность этого Больцман встретил смело: он утверждал, что если вселенная достаточно велика и/или существует достаточно долго, в отдаленных частях мира время может идти в обратном направлении. Это утверждение оспаривалось, однако продолжение споров вряд ли имеет смысл. Больцман не знал, что нам представляется по крайней мере чрезвычайно вероятным то, что вселенная, как мы ее знаем, ни достаточно велика, ни достаточно стара для того, чтобы вызывать подобные обращения в большом масштабе. Я прошу вас разрешить мне заметить, не вдаваясь в подробности, что в очень мелком масштабе и пространства, и времени подобные обращения наблюдались (броуновское движение, Смолуховский).
По моему мнению, «статистическая теория времени» имеет большее значение для философии, чем теория относительности. Последняя, будучи революционной, не затрагивает однонаправленного хода времени, а предполагает его изначально, тогда как статистическая теория конструирует его из порядка событий. Это означает освобождение от тирании старика Хроноса. То, что мы сами воссоздаем в наших умах, не может иметь, как мне кажется, диктаторской власти над нашим разумом, ни власти над выдвижением его на первый план, ни власти над его уничтожением. Впрочем, некоторые из вас, я уверен, назовут это мистицизмом. Поэтому, отдав должное тому факту, что физическая теория во все времена остается относительной (в том смысле, что она зависит от некоторых основополагающих предположений), мы можем, как мне кажется, утверждать, что физическая теория в ее современном состоянии определенно предполагает нерушимость Разума Временем.
Глава VI
Загадка чувственных качеств
В последней главе я бы хотел несколько более подробно продемонстрировать весьма странное состояние дел, уже отмеченное в знаменитом фрагменте Демокрита из Абдер, – тот странный факт, что, с одной стороны, все наши знания об окружающем нас мире, и полученные в повседневной жизни, и обнаруженные благодаря тщательно спланированным трудоемким экспериментам, всецело основаны на непосредственном чувственном восприятии; в то же время, с другой стороны, эти знания не раскрывают отношения чувственных восприятий и внешнего мира, поэтому в картине или модели внешнего мира, построенной на базе научных открытий, все чувственные качества отсутствуют. И если первая часть этого утверждения, думается, легко допускается каждым, вторая половина осознается не так часто по той простой причине, что не ученые, как правило, очень почтительно относится к науке и приписывают нам, ученым, возможность выяснять с помощью «сказочно совершенных методов» то, что обычным смертным не под силу.
Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета.» При дальнейшем объяснении вы можете выяснить, что различные длины волн вызывают различные цветовые ощущения, причем справедливо это только для волн, длина которых лежит в диапазоне от 800 до 400 нм (приблизительно). С точки зрения физика, инфракрасные (длина волны более 800 нм) и ультрафиолетовые (длина волны менее 400 нм) волны являются тем же самым явлением, что и волны, длина которых укладывается в диапазон от 400 до 800 нм и которые воспринимаются глазом. Чем обусловлена такая избирательность? Очевидно, это адаптация к излучению солнца, интенсивность которого в
Далее мы можем спросить: «ощущение желтого цвета вызывается только излучением, длина которого лежит в окрестности 590 нм, или нет?» Ответ таков: вовсе нет. Если волны, длина которых 760 нм, которые сами по себе вызывают ощущение красного цвета, смешать в определенном соотношении с волнами, длина которых 535 нм, которые сами по себе вызывают ощущение зеленого, то получившаяся смесь вызовет ощущение желтого цвета, неотличимое от того, которое вызывается излучением с длиной волны 590 нм. Два рядом расположенных экрана, один из которых освещен смесью, а другой – чистым спектральным светом, выглядят совершенно одинаково, вы не сможете отличить один от другого. Можно ли было предсказать этот феномен, основываясь на длинах волн – существует ли числовая связь с этими физическими, объективными характеристиками волн? Нет. Конечно, карта всевозможных смесей подобного рода была получена эмпирическим путем; она носит название цветового треугольника. Но связь с длинами волн непростая. Не существует общего правила, согласно которому смесь двух спектральных цветов совпадает со спектральным цветом, расположенным между ними; например, смесь «красного» и «синего» цветов, расположенных на концах спектра, дает «пурпурный», который не воспроизводится источником спектрального света. Более того, указанная карта, цветовой треугольник, у разных людей немного отличается, у тех, кого называют аномальными трихроматами (которые не являются дальтониками) он отличается существенно.
Ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. А мог бы физиолог объяснить это, обладай он более полными знаниями о процессах, происходящих в сетчатке, и вызываемых ими нервных процессах в зрительных нервных узлах и мозге? Я так не думаю. В лучшем случае мы бы получили объективные знания о том, какие нервные волокна возбуждаются и в каком соотношении; вероятно, точно узнали бы процессы, которые они вызывают в определенных клетках мозга – в те моменты, когда наш разум регистрирует ощущение желтого цвета в определенном направлении или области нашего поля зрения. Но даже такое подробное знание ничего не расскажет нам об ощущении цвета, в частности желтого, в этом направлении – а ведь в ощущении сладкого вкуса или чего-либо еще, возможно, участвуют те же самые физиологические процессы. Все, что я хочу сказать – мы можем быть уверены, что не существует такого нервного процесса, объективное описание которого содержит характеристику «желтый цвет» или «сладкий вкус», точно так же, как объективное описание электромагнитных волн не содержит никакой из этих характеристик.
То же самое справедливо и в отношении других ощущений. Очень интересно сравнить восприятие цвета, которое мы только что рассмотрели, с восприятием звука. Звук передается нам посредством упругих волн сжатия и растяжения, распространяющихся в воздухе. Их длина – точнее, частота – определяет высоту слышимого звука. (N.B. К физиологии имеет отношение частота, а не длина волны, как и в случае света, хотя в случае света эти величины практически точно обратно пропорциональны, поскольку скорости распространения света в пустом пространстве и в воздухе отличаются неощутимо.) Нет нужды объяснять, что частотный диапазон «слышимого звука» сильно отличается от частотного диапазона «видимого света» – звуковой диапазон простирается от 12–16 до 20000–30000 колебаний в секунду, тогда как для света эти цифры имеют порядок сотен триллионов. Относительный диапазон, однако, шире в случае звука, он охватывает около десяти октав (против одной с натяжкой для «видимого света»); более того, эта величина индивидуальна и изменяется с возрастом: неуклонное снижение верхней границы диапазона достигает значительной величины. Но наиболее удивительным фактом, связанным со звуком, является то, что смесь нескольких различных частот не воспринимается как чистый тон промежуточной высоты. Наложенные тоны воспринимаются раздельно, хотя и одновременно, особенно людьми с музыкальным слухом. Подмешивание более высоких нот («обертонов»), обладающих разными качествами и амплитудами, придает звучанию то, что мы называем тембром (нем. Klangfarbe), благодаря которому мы отличаем звучание скрипки, горна, церковного колокола, пианино... по единственной сыгранной ноте. И даже шумы обладают тембром, благодаря чему мы делаем заключения о происходящем; даже моей собаке знаком особенный шум, возникающий при открытии банки, из которой ей иногда достается печенье. Во всех этих случаях первостепенное значение имеет соотношение частот. Если они изменяются с одним и тем же коэффициентом, как при ускоренном или замедленном проигрывании граммофонной пластинки, вы без труда разберетесь в ситуации. Хотя имеются различия, обусловленные именно абсолютными значениями частот определенных составляющих. При ускоренном проигрывании грамзаписи, содержащей голос человека, гласные заметно изменяются, в частности, «a» в слове «car» становится похожей на «а» в слове «care». Звук с непрерывным частотным диапазоном всегда вызывает неприятные ощущения, независимо от того, последовательно, как в случае сирены или орущего кота, или одновременно (что сложно реализовать, разве что с помощью сонма сирен или полка котов) он воспринимается. И снова разительное отличие от восприятия света. Все обычно воспринимаемые нами цвета представляют собой непрерывные смеси; при этом плавные цветовые переходы, встречающиеся на полотнах художников и в природе, часто придают изображению особенную прелесть.