Читать книгу Великий замисел - Стивен Хокинг - Страница 3

У скандинавській міфології вовки Скьоль і Хате полювали на сонце й місяць. Коли вовк наздоганяв свою жертву, траплялося сонячне або місячне затемнення. Тоді люди кидалися рятувати небесне світило, здіймаючи галас, щоб налякати й відігнати вовків. Схожі міфи є й у інших культурах. З часом люди не могли не помітити, що сонце й місяць повертаються після затемнення, незалежно від того, рятували їх криком і стуком чи ні. Мали вони помітити й те, що затемнення трапляються не спонтанно, а регулярно, з певною періодичністю. Найлегше було помітити закономірність місячних затемнень – давні вавилоняни навчилися досить точно їх передбачати, хоч і не розуміли, чому вони відбуваються (Земля заступає світло Сонця). Сонячні затемнення передбачати важче, бо із Землі їх добре видно тільки у вузькій смузі завширшки кілометрів п’ятдесят. Та все ж було очевидно, що затемнення залежать не від примхи богів, а підлягають якимсь законам.

Затемнення. Люди в давнину не розуміли, чому відбуваються затемнення, але помітили в них певну систему та періодичність.

Люди досить рано навчилися передбачати рух небесних тіл, але більшість природних явищ здавалися непередбачуваними. Виверження вулкана, землетрус, буря, епідемія, врослий у палець ноги ніготь – усе це відбувалося без видимої причини й закономірності. У давнину подібні напасті звикли приписувати волі злостивих і мстивих божеств. У катаклізмах люди часто бачили знак того, що чимось розгнівали богів. Наприклад, близько 5600 років до нашої ери почалося виверження вулкана Мазама, що на території сучасного штату Орегон. Воно тривало кілька років і спричинило невпинні дощі, які врешті-решт заповнили кратер, і утворилося озеро Крейтер-Лейк. В індіанців племені кламатів є легенда, яка докладно описує цю геологічну подію і додає драматичних деталей – винна у всьому людина. Люди завжди знайдуть на свою голову провину, тут у нас справжній талант. Легенда розповідає, що вождь Нижнього світу Лао закохався у доньку вождя кламатів. Вона відмовила йому, і, прагнучи помсти, Лао захотів знищити кламатів вогнем. Та вождь Вишнього світу Скел пожалів людей і вступився за них: почалася велика битва. Врешті-решт поранений Лао втік у гору Мазама, лишивши великий кратер, який заповнився водою.

Не знаючи законів природи, стародавні люди придумували богів, які керували всіма проявами людського життя. Існували боги любові, війни, сонця, землі, неба, океану, річок, дощу, грому, були навіть боги вулканів і землетрусів. Коли боги в доброму гуморі, вони дають людям хорошу погоду й мир, не допускають природних катастроф і пошестей. Розгнівавшись, вони насилають посуху, війну, мор та епідемії. Люди не бачили зв’язку причин і наслідків у природі, тому воля богів здавалася незбагненною і лишалося покладатися на їхню милість. Та десь 2600 років тому, починаючи з Фалеса Мілетського (бл. 624 – бл. 546 до н. е.), люди почали дивитися на світ по-іншому. З’явилася ідея, що в природі діють певні принципи і їх можна розшифрувати. Почався довгий процес пізнання – божественний промисел помалу поступався місцем уявленню про Всесвіт, яким керують закони природи, створений за задумом, який люди колись розгадають.

Якщо взяти всю історію людства, то наука – явище досить нове. Наш вид гомо сапієнс виник в африканській савані близько 200 000 років тому. Писемність з’явилася десь за 7000 років до нашої ери в рільничих суспільствах. (У найстаріших зразках писемності, які до нас дійшли, є згадки про денну норму пива на людину.) Найдавніші писемні зразки великої старогрецької цивілізації сягають дев’ятого століття до нашої ери, але її розквіт, «класичний період», почався на кількасот років пізніше, у п’ятому столітті до нашої ери. Саме тоді, за словами Арістотеля (384–322 до н. е.), Фалес першим припустив, що світ пізнаваний, а все розмаїття подій можна звести до простих принципів і пояснити їх без міфічних і божественних конструкцій.

Вважається, що Фалес першим передбачив сонячне затемнення 585 року до нашої ери, але, швидше за все, йому просто пощастило точно вгадати. Він волів жити «в тіні» й не лишив по собі текстів. Дім Фалеса був одним з інтелектуальних центрів Іонії, області в Малій Азії, яку колонізували греки, – вплив Іонії сягав від сучасної Туреччини до Італії. Іонійська наука шукала фундаментальних законів природи і стала яскравою сторінкою в інтелектуальній історії людства. Представники цієї школи сповідували раціональний підхід і в багатьох випадках дійшли висновків, дивовижно схожих на сучасні, отриманих за допомогою значно складнішого інструментарію. Це був великий початок. Та з часом здобутки іонійської школи пішли в забуття – все це довелося винаходити і відкривати знову, іноді не один раз.

Іонія. Учені стародавньої Іонії першими пояснювали природні явища дією законів природи, а не міфами та релігією.

За легендою, перше математичне вираження «закону природи» дав іонієць Піфагор (бл. 580 – бл. 490 до н. е.). Усі знають про знамениту теорему, названу його іменем: квадрат гіпотенузи (довгої сторони) прямокутного трикутника дорівнює сумі квадратів катетів (двох інших сторін). Вважається, що Піфагор відкрив математичне співвідношення між довжиною струни музичного інструмента і висотою звука. Говорячи сучасною мовою, частота коливань струни за певної напруги (тобто кількість вібрацій за секунду) обернено пропорційна її довжині. Це пояснює, чому в бас-гітари мають бути довші струни, ніж у звичайної. Цілком може бути, що все це відкрив не Піфагор і теорему Піфагора вивів не він, але є свідчення, що про зв’язок довжини струни і висоти звука в його часи знали. У такому разі цю просту математичну формулу можна вважати першим зерном теоретичної фізики.

Крім «закону струн» Піфагора, у правильному вигляді стародавні люди знали тільки три фізичні закони. Їх вивів Архімед (бл. 287 – бл. 212 до н. е.), поза сумнівом найвидатніший фізик античності. Сучасне вираження «закону важеля»: мала сила може підняти велику вагу тому, що важіль збільшує силу пропорційно відстані від плеча до точки опори. Згідно із «законом плавучості», на будь-яке тіло, занурене в рідину, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої цим тілом рідини. А «закон відбиття» стверджує, що кут між променем світла і дзеркалом дорівнює куту між дзеркалом і відбитим променем світла. Утім, Архімед не називав їх законами і не пояснював на основі спостережень і вимірювань. Він розумів їх як математичні теореми, елементи аксіоматичної системи по типу тієї, що Евклід сформулював у геометрії.

З утвердженням іонійського впливу з’являлися й інші вчені, які теж вважали, що у Всесвіті існують внутрішні принципи, порядок, який можна зрозуміти через спостереження і умовиводи. Анаксімандр (бл. 610 – бл. 546 до н. е.), друг і, можливо, учень Фалеса, говорив, що раз людське немовля безпорадне, то перша людина не могла з’явитися немовлям, бо не вижила б. На думку Анаксімандра, люди мали розвинутися з інших тварин, які дають більш загартоване потомство – у цій думці можна побачити перший натяк на теорію еволюції.

На Сицилії чоловік на ім’я Емпедокл (бл. 490 – бл. 430 до н. е.) спостерігав, як працює клепсидра, цей інструмент іноді використовували як черпак. Клепсидра – це сферична посудина з відкритою горловиною і дрібними дірочками у дні. Якщо клепсидру занурити у воду, вона набереться, а якщо потім закрити горловину, то вода при підйомі не витече. Емпедокл помітив: якщо закрити горловину до того, як занурити клепсидру, вона не набереться. Він зробив висновок, що воді заважає увійти в дірочки щось невидиме – і відкрив матеріальну субстанцію, яку ми називаємо повітрям.

Приблизно в той самий час Демокріт (бл. 460 – бл. 370 до н. е.) з іонійської колонії в Північній Греції міркував, що відбувається, коли предмет ділять на частини. Він дійшов висновку, що нескінченно ділити неможливо і все, навіть живі істоти, складається з елементарних частинок, які далі вже не діляться. Він назвав ці частинки «атомами», що грецькою означає «неподільний». Демокріт вважав, що всі явища матеріального світу – це результат взаємодії атомів. У його теорії, названій атомізмом, усі атоми рухаються у просторі і, якщо їх не чіпати, можуть рухатися по прямій нескінченно. Зараз ми називаємо це «законом інерції».

Революційну думку, що люди – звичайні собі істоти, а не якісь суперстворіння, наділені привілеєм жити в центрі Всесвіту, вперше висловив Арістарх (бл. 310 – бл. 230 до н. е.), один з останніх учених іонійської школи. Зберігся тільки один його розрахунок – складний геометричний аналіз спостережень розміру тіні Землі на Місяці під час місячного затемнення. Із цих спостережень він робив висновок, що Сонце має бути значно більшим за Землю. Арістарх першим висловив думку, що Земля – не центр світу, а разом з іншими планетами обертається довкола Сонця; можливо, його надихала ідея, що маленькі об’єкти мають рухатися довкола великих, а не навпаки. Від усвідомлення, що Земля – звичайна планета, лишався один крок до ідеї, що й у Сонці немає нічого особливого. Арістарх щось таке й припускав і вважав, що зорі на небі – це просто дуже далекі сонця.

Крім іонійської, існували й інші школи грецької філософії – кожна мала свою думку про світ. На жаль, вплив іонійських поглядів на природу (що її можна пояснити загальними законами і звести до кількох принципів) протримався недовго, століття-два. Зокрема тому, що в іонійських теоріях не лишалося місця для таких понять, як «свобода волі», «призначення», «божественний промисел», а саме вони, як здавалося давнім людям, правлять світом. Грецьких мислителів ці лакуни непокоїли так само, як і багатьох наших з вами сучасників. Наприклад, філософ Епікур (341–270 до н. е.) заперечував атомізм на тій підставі, що «краще триматися міфів про богів, ніж стати “рабом” долі натурфілософів». Арістотель теж не прийняв концепцію атомів – йому здавалася дивною думка, що людина складається з мертвих неодухотворених частинок. Здогадка іонійських мудреців, що людина не є центром Всесвіту, – важлива віха в розумінні космосу, але вона не знайде відгуку в сучасників, забудеться і повернеться аж через двадцять століть, в епоху Галілея.

Давні греки висловили багато проникливих припущень про світ, але більшість їхніх ідей у наші дні не вважалися б науковими. По-перше, греки не сформулювали наукового методу і їхні теорії не передбачали експериментальної перевірки. Якщо один учений говоритиме, що атом рухається по прямій, поки не зіштовхнеться з іншим атомом, а опонент заперечить, що атом рухається по кривій, поки не зіштовхнеться з циклопом, то не існувало об’єктивного способу визначити, хто має рацію. По-друге, греки не розрізняли природних і людських законів. Наприклад, у п’ятому столітті до нашої ери Анаксімандр писав, що все суще виникає з першооснови і повертається в неї, щоб «заплатити належне і прийняти кару за кривди свої». А іонійський філософ Геракліт (бл. 535 – бл. 475 до н. е.) вважав, що Сонце «поводиться» так, а не інакше, через страх перед богинею справедливості. Школа стоїків, яка сформувалася у третьому столітті до нашої ери, провела нарешті різницю між законами природи і людськими установленнями, але до законів природи стоїки зарахували норми поведінки, які здавалися їм універсальними, наприклад шанування богів або синівський послух. І навпаки, вони мислили природні процеси в «юридичному» ключі та вважали, що до законів природи можна примусити, навіть якщо об’єкти «примусу» неодухотворені. Тут людей до правил дорожнього руху не привчиш, а уявіть примусити астероїд рухатися по еліпсу!

Ця традиція впливала на вчених упродовж багатьох століть. У тринадцятому столітті християнський філософ Тома Аквінський (бл. 1225–1274) у схожому ключі доводив існування Бога: «Очевидно, що [тіла неодухотворені] рухаються до своєї мети не випадково, а згідно з певним наміром… А отже, існує розумна істота, яка направляє усе в природі». Ще в кінці шістнадцятого століття великий німецький астроном Йоганн Кеплер (1571–1630) вважав, що планети «сприймають» і свідомо дотримуються законів руху, які засвоїли «умом».

Уявлення про те, що законам природи слід свідомо коритися, пов’язане з тим, що стародавні люди передусім замислювалися над питанням, чому природа поводиться саме так, а не інакше, а не питанням, як саме поводиться природа. Одним із головним пропагандистів такого підходу був Арістотель – він заперечував науку, яка на перше місце принципово ставить спостереження. У кожному разі точні вимірювання і математичні обрахунки у давні часи були справою непростою. Зручна і звична нам десяткова система числення склалася аж у сьомому-восьмому століттях нашої ери, коли індійці придумали, як зробити з чисел потужний інструмент обрахунку. Знаки «плюс» і «мінус» виникли аж у п’ятнадцятому столітті. А знак «дорівнює» і годинник із секундною стрілкою у шістнадцятому.

А от Арістотель не бачив у вимірюваннях і обрахунках великої проблеми для розвитку фізики, спроможної давати кількісні передбачення. Він вважав, що без цього можна обійтися. Арістотель будував свою фізику на принципах, які приваблювали його інтелектуальною красою – відкидав «несуттєві» факти та цікавився передусім причинами того, що відбувається, ніж з’ясуванням, що ж саме відбувається. Він поправляв свої висновки, тільки якщо вони надто явно розбігалися з результатами спостережень, і дуже часто ці поправки стосувалися одного конкретного випадку і просто згладжували суперечність, а не знімали її. Хоч як сильно його теорія віддалялася від реальності, завжди можна було «підкрутити» її так, щоб вона виглядала адекватною і несуперечливою. Наприклад, арістотелівська теорія руху стверджувала, що тіла падають зі сталою швидкістю, яка пропорційна вазі тіла. На пояснення очевидного факту, що з падінням тіло явно набирає швидкість, Арістотель вивів новий простий принцип: наближаючись до природного стану спокою, тіла рухаються більш радісно, а тому прискорюються. Прекрасне пояснення, але воно більше підходить людям, аніж неживим предметам. Теорії Арістотеля погано передбачають, що не завадило їм грати в науці першу скрипку майже дві тисячі років.

Наступники античних греків християни відкинули ідею, що у Всесвіті панують байдужі закони природи. Думка, що людина не пуп Всесвіту, їм теж не подобалася. І хоч доба Середньовіччя не народила одної послідовної філософської системи, тодішні люди вважали, що Всесвіт – творіння Господа, а вивчати краще теологію, ніж явища природи. І справді, 1277 року єпископ паризький Темп’є за велінням папи римського Йоана ХХІ опублікував список із 219 богопротивних єресей. У списку значилася й віра в те, що в природі існують закони, бо це суперечило уявленню про всемогутність Господа. Цікаво, що через кілька місяців понтифік став жертвою закону земного тяжіння – на нього обвалився дах палацу.

Нинішнє уявлення про закони природи сформувалося в сімнадцятому столітті. У сучасному сенсі першим це поняття розумів, напевно, Кеплер, хоч, як ми вже говорили, він сповідував анімістичні погляди на світ (тобто вважав фізичні об’єкти одухотвореними). Галілео Галілей (1564–1642) не вживав поняття «закон» у наукових трактатах (хоч воно фігурувало в деяких перекладах його творів). Та саме він відкрив дуже багато законів і захищав важливі принципи, що суть науки – спостереження, а мета – пізнати кількісний вимір фізичних явищ. Чітко і строго концепцію законів природи, як ми розуміємо її сьогодні, першим висловив Рене Декарт (1596–1650).

«За все своє довге правління я зрозумів одне: стає спекотніше».

Декарт вважав, що всі фізичні явища треба пояснювати через зіткнення рухомих мас, які підлягають трьом законам – предтечам знаменитих ньютонівських законів руху. Він стверджував, що ці закони діють завжди і скрізь, і прямо заявляв, що рухомим тілам не треба мати розум, аби їм підлягати. Декарт також зрозумів значення того, що ми називаємо «початковими умовами» – тобто стану системи на початку проміжку часу, на який ми хочемо зробити прогноз. Знаючи початкові умови та закони природи, можна визначити, як система буде розвиватися в часі, але без початкових умов вивести це неможливо. Якщо, наприклад, у нульовий момент часу голуб прямо над головою зайнявся «точковим бомбометанням», то падіння «бомби» визначають закони Ньютона. Але результат буде дуже різний, залежно від того, що робив голуб у нульовий момент – сидів на телеграфному дроті чи пролітав зі швидкістю двадцять кілометрів за годину. Щоб застосувати фізичні закони, треба знати, з чого починала система, принаймні її стан у певний момент часу. (Ці ж закони дозволяють простежити стан системи назад у часі.)

Коли більш-менш утвердилася віра в існування законів природи, з’явилися спроби якось узгодити їх із поняттям Бога. На думку Декарта, Бог міг на власний розсуд міняти істинність або хибність етичних положень і математичних теорем, але не законів природи. Декарт вважав, що Бог установив порядок у природі, але не міг вибирати її законів, бо вони єдино можливі. Може здаватися, що це замах на всемогутність Господа, але Декарт викрутився, заявивши, що закони природи незмінні, бо вони відображають внутрішню природу самого Бога. Якщо так, то Господь міг створити багато різних світів – у кожному свій набір законів, але Декарт і це заперечив. Незалежно від стану матерії на початку часів, доводив він, з часом неодмінно мав виникнути світ, ідентичний нашому. Мало того, Декарт вважав, що, запустивши світ у рух, Господь полишив його самого по собі.

Схожі погляди (за деякими винятками) сповідував Ісаак Ньютон (1643–1727). Він відкрив три закони руху і закон гравітації, які описували рух Землі, Місяця і планет та пояснювали такі явища, як морські припливи і відпливи. Завдяки Ньютону у світі утвердилося сучасне поняття наукового закону. Рівняння Ньютона і розроблений ним математичний апарат лягли в основу сучасної науки, їх досі вивчають у школі та повсюдно використовують: без них архітектор не збудує будинку, інженер не спроектує автомобіля, фізик не розрахує траєкторію запуску марсохода. Як написав англійський поет Александр Поуп:

Закони Всесвіту пітьма густа ховала.

«Хай буде Ньютон!» – Бог сказав. – І світло стало.

Сучасні вчені скажуть так: закон природи – це виведене на основі повторюваних спостережень регулярне правило, яке дає прогнози, що виходять за межі безпосередніх ситуацій, з яких його вивели. Наприклад, можна помітити, що сонце щоранку сходить на сході, і вивести правило: «сонце завжди сходить на сході». Це узагальнення виходить за межі наших спостережень і дає перевірюваний прогноз на майбутнє. А твердження «комп’ютери в нашій конторі чорні» не буде законом природи, бо воно стосується тільки комп’ютерів у нашій конторі та не забезпечує прогнозів типу такого: «Якщо контора купить новий комп’ютер, він буде чорний».

Сучасний сенс поняття «закон природи» – предмет давніх філософських дискусій, це питання набагато тонше, ніж може здаватися. Наприклад, філософ Джон Керол порівняв твердження «всі золоті сфери – діаметром менше кілометра» з твердженням «всі сфери з урану-235 – діаметром менше кілометра». Наші спостереження кажуть, що не буває золотих сфер такого діаметра, і можна бути впевненим, що ніколи не буде. Але немає підстав думати, що їх не буває в принципі, тому таке твердження не вважається законом. З іншого боку, твердження «всі сфери з урану-235 – діаметром менше кілометра» можна вважати законом природи, бо, судячи з того, що нам відомо про ядерну фізику, сфера з урану-235 вибухне і знищить себе, якщо її діаметр перевищить певний поріг, сантиметрів п’ятнадцять. Отже, можна бути впевненим, що таких сфер не існує. (І що зробити таку сферу – ідея погана!) Це важливий момент: він показує, що не всі узагальнення, виведені зі спостережень, є законами природи; що більшість законів природи – елемент великої взаємопов’язаної системи.

Сучасна наука формулює закони природи мовою математики. Вони бувають точні й приблизні, але неодмінно спираються на спостереження і строго виконуються – якщо не скрізь і всюди, то принаймні за чітко окреслених умов. Наприклад, ми знаємо, що закони Ньютона не виконуються, якщо об’єкти рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Та все ж це закони, бо вони прекрасно виконуються у повсякденному світі, де швидкості набагато нижчі.

Якщо природою керують закони, то постає три питання:

1. Звідки взялися закони?

2. Чи бувають винятки з цих законів, тобто дива?

3. Чи існує тільки один набір законів?

Над цими важливими питаннями замислювалися науковці, філософи, теологи. Традиційна відповідь на перше питання (відповідь Кеплера, Галілея, Декарта і Ньютона): закони установив Господь. По суті, це означає, що Бог – втілення законів природи. Якщо не наділяти його деякими іншими рисами, як-от у старозавітного Бога, то вважати Бога відповіддю на перше питання означає замінити одну загадку на іншу. Тоді виникне заковика з другим питанням: чи існують дива, тобто винятки із законів?

Відповіді на друге питання дуже розділилися. Платон і Арістотель, найвпливовіші мислителі античності, вважали, що закони не мають винятків. Але якщо йти за Біблією, то Господь не тільки установив закони, але й може у відповідь на молитву робити з них винятки: вилікувати смертельно хворого, зупинити посуху, повернути крокет в олімпійську програму. На відміну від Декарта, майже всі християнські мислителі вважали, що Господь здатен призупиняти дію законів і являти чудеса. У чудеса вірив навіть Ньютон. Він вважав, що орбіти планет мають бути нестабільні, бо гравітаційне тяжіння однієї планети до іншої впливатиме на орбіти, і з часом планети або впадуть на Сонце, або розлетяться з Сонячної системи. Він вірив, що Господь поправляє орбіти, «заводить небесний годинник». А от П’єр-Сімон, маркіз де Лаплас (1749–1827), якого зазвичай називають просто Лапласом, доводив, що порушення орбіт мають не накопичуватися, а бути періодичними, йти повторюваними циклами. Відповідно, Сонячна система здатна перезапускатися і без божественного втручання – це й пояснює, чому вона досі існує.

Вважається, що саме Лаплас першим сформулював принцип наукового детермінізму: якщо врахувати стан Всесвіту в конкретний момент часу, то повний набір законів природи визначить як його майбутнє, так і минуле. Цей принцип не передбачав існування див і активної ролі Бога. Сформульований Лапласом принцип наукового детермінізму і є відповіддю сучасного науковця на питання номер два. Власне, це фундамент усієї сучасної науки, на ньому ґрунтується і книжка, яку ви читаєте. Закон науки – не закон науки, якщо він виконується, тільки допоки яка-небудь надприродна істота не вирішить утрутитися. Кажуть, ніби Наполеон, все зрозумівши, спитав Лапласа, як же в його картину вписується Господь.

«Сір, ця гіпотеза мені не знадобилася», – відповів Лаплас.

Раз люди живуть у Всесвіті та взаємодіють з іншими об’єктами, то принцип наукового детермінізму має стосуватися й людей. Однак багато хто вважає, що науковий детермінізм охоплює тільки фізичні явища, бо люди, на їхню думку, мають свободу волі. Наприклад, Декарт, захищаючи ідею свободи волі, стверджував, що людський розум і фізичний світ – це різні речі й розум не підлягає законам природи. На його думку, людина складається з двох сутностей – душі й тіла. Тіло – це просто механізм, а от душа не підпорядковується науковим законам. Декарт дуже цікавився анатомією та психологією і вважав, що душа міститься у крихітній ділянці мозку, яку медики називають епіфізом, або шишкоподібною залозою – в епіфізі, мовляв, виникають думки, там джерело свободи волі.

Чи є в людей свобода волі? Якщо є, то на якому етапі еволюції виникає? А в бактерій або синьо-зелених водоростей? Чи їхні реакції «автоматичні» і підлягають законам природи? Може, свободу волі мають тільки багатоклітинні організми? Або тільки ссавці? Можна припустити, що свободу волі проявляє шимпанзе, коли вирішує з’їсти банан, або кіт, коли починає дерти диван. А круглий черв Caenorhabditis elegans – просте створіння, в якому 959 клітин? Навряд чи він думає: «О, яка смачна бактерія трапилася мені вчора на обід», але все одно має певні харчові вподобання і, залежно від недавнього досвіду, полізе шукати смачнішу їжу або вдовольниться тим, що є під боком. Чи можна це вважати проявом свободи волі?

«По-моєму, другий крок якийсь нечіткий».

Людині здається, що вона робить усвідомлений вибір, але, наскільки ми розуміємо молекулярні основи біології, біологічними процесами керують закони фізики й хімії, а отже, вони детерміновані так само, як орбіти планет. Новітні експерименти в неврології і когнітивістиці підтвердили, що нашими діями керує мозок, який підлягає відомим законам науки, а не якійсь силі, що існує поза сферою юрисдикції цих законів. Наприклад, дослідження, проведені над пацієнтами з ураженнями головного мозку, показали, що електричною стимуляцією певних ділянок мозку можна викликати бажання поворушити пальцями, рукою, ступнею або відкрити рот і щось сказати. Важко уявити собі свободу волі, якщо наші дії визначаються фізичними законами; схоже, що люди – це просто біологічні машини, а свобода волі – ілюзія.

Та навіть якщо визнати, що поведінку людини визначають закони природи, доведеться зробити висновок, що спрогнозувати її все одно неможливо: надто багато змінних і надто складний механізм. Для цього треба знати початковий стан усіх міріад молекул людського тіла і розв’язати стільки ж рівнянь. На це піде не один мільярд років, так що людина трохи запізно ухилиться від суперника, який зібрався зарядити їй у пику.

Оскільки практичного сенсу прогнозувати людську поведінку за допомогою основних фізичних законів немає, ми вдаємося до так званої «ефективної теорії». Ефективна теорія у фізиці – це концептуальна основа, достатня для того, щоб змоделювати спостережувані явища в цілому, не вдаючись у дрібні деталі процесів, які лежать у їхній основі. Наприклад, ми не можемо розв’язати всіх рівнянь, які описують гравітаційну взаємодію кожного атома людського тіла з кожним атомом Землі. Але, щоб описати дію земного тяжіння на людину, на практиці цілком вистачить кількох чисел, тут достатньо загальної маси тіла людини. Так само ми не можемо розв’язати рівнянь, які описують поведінку атомів і молекул, але сформулювали ефективну теорію, яка називається хімією, – вона цілком адекватно описує суть і перебіг хімічних реакцій без потреби враховувати всі деталі цього процесу. Так само й із людиною: розв’язати рівняння, що описують її поведінку, нам не до снаги, тому ми керуємося ефективною теорією, що людина має свободу волі. Свободу волі та пов’язану з нею людську поведінку вивчає наука психологія. Економіка – це теж ефективна теорія, яка виходить із того, що люди мають свободу волі та оцінюють гіпотетичні варіанти дій, обираючи той, що здається найвигіднішим. Ця ефективна теорія не дозволяє успішно спрогнозувати поведінку, бо, як ми всі знаємо, людина не завжди раціональна і буває неправильно оцінює ситуації. Ось чому у світі такий гармидер.

Третє питання: чи унікальні закони, яким підпорядковується Всесвіт і поведінка людини? Іншими словами, якщо на перше питання, звідки взялися закони, ви сказали, що їх придумав Бог, то питання – був у нього вибір чи ні. Арістотель, Платон, Декарт, а згодом і Ейнштейн вважали, що закони природи існують «з необхідності», бо це єдині закони, які мають логічний сенс. Арістотель і його послідовники вірили в те, що закони природи логічні, і вважали, що їх можна «вивести» умоглядно, не переймаючись спостереженням за тим, як насправді веде себе природа. Арістотель більше думав над тим, чому об’єкти підпорядковуються законам, а не над тим, у чому ці закони полягають, і формулював здебільшого якісні положення, часто помилкові; і хоч вони домінували в західній науці багато століть, користі з них виходило мало. Минуло багато часу, поки люди типу Галілея наважились поставити під сумнів авторитет Арістотеля і почали спостерігати, що насправді робиться у природі, а не сушити голову над тим, що велить їй робити абстрактна «причина».

Наша книжка спирається на концепцію наукового детермінізму, а отже, відповідь на друге питання: ні, див не буває – закони природи не знають винятків. Але ми докладно розглянемо перше і третє питання – звідки взялися ці закони природи і чи існують альтернативні? Та спершу давайте розглянемо, що саме описують закони природи (про це в наступному розділі). Більшість учених скажуть, що закони природи – це математичне вираження зовнішньої реальності, яка існує незалежно від спостерігача, який її бачить. Але якщо задуматися над способом, якими людина робить спостереження і будує концепції про довколишній світ, то постане питання – чому ми вважаємо, що об’єктивна реальність існує?