Терри Пратчетт - Наука плоского мира IV: Судный день

• Название: Наука плоского мира IV: Судный день
• Автор: Терри Пратчетт
• Жанр: Физика
• Год: 2013

В «Судном дне» четвертой книге из серии «Наука Плоского Мира» Терри Пратчетт, профессор Йен Стюарт и доктор Джек Коэн создают умопомрачительную смесь из вымысла, новейших научных достижений и философии в попытке дать ответ на ПОИСТИНЕ масштабные вопросы в этот раз они бросают вызов Богу, Вселенной и, прямо скажем, Всему Остальному.

Соблюдайте осторожность: книга может навсегда изменить ваши взгляды на Вселенную.

---

В данном случае информация используется для управления механическими системами, что открывает совершенно новые возможности для технологической магии. Внутри каждого ноутбука, айфона и, если уж на то пошло, холодильника скрыта длинная цепочка «заклинаний» программных инструкций, заставляющих универсальную электронику решать конкретные задачи, необходимые для работы гаджета. Программисты это волшебники современности.

Отношение лингвистики к информации подобного рода, тем не менее, оставалось без внимания. И лишь на рубеже тысячелетий Стивен Пинкер, специализирующийся в области психологии языка, написал книгу «Как работает разум» [29], выступая одновременно с неврологической и лингвистической позиции. Спустя три с половиной сотни лет две точки зрения пришли к плодотворному соглашению.

В более поздней книге «Наши ангелы становятся лучше»[30] Пинкер доказывает, что современные люди уже не проявляют такой жестокости, как их предки. Свою точку зрения он подкрепляет многочисленными примерами. Почти все рецензенты расходятся во мнениях с автором; эти люди слепы к данным статистики. Их комментарии насчет вполне очевидного спада насилия за несколько последних веков исходят из того, что этот спад на самом деле мнимый и не имеет аргументированного подтверждения. Практически ни один комментарий не выражает современной и уравновешенной точки зрения; почти все они высказываются с позиции или гуманитарных, или естественных наук, но не тех и других одновременно.

Теперь, когда разделение между разумом и материей погребено под землей, или, по крайней мере, находится одной ногой в могиле, каков же современный взгляд на причинность? Пора перейти к нашему второму примеру, который сам по себе состоит из трех взаимосвязанных вопросов: день и ночь, радуга и включение света.

Отчего происходит смена дня и ночи? Ответ прост и очевиден[31]. Все дело в силах притяжения, которые действуют согласно закону всемирного тяготения, а также осевом вращении Земли, из-за которого Солнце освещает разные части планеты. Примерно за 24 часа Земля совершает один оборот этим и объясняется смена дня и ночи. Все просто.

Теперь давайте поразмышляем о радуге. Здесь дела обстоят немного сложнее. Каждого из своих шести детей Джек отправил в школу, чтобы задать учителям один и тот же вопрос: «Как возникает радуга?». Во всех шести случаях учителя дали ответ, который мы (в другой книге) окрестили «ложью для детей» [32]: «Капля похожа на маленькую призму, а призма, как вам известно, расщепляет световой луч на несколько цветов». «Нет», отвечали дети Джека, «свет расщепляют только острые края призмы, а у дождевых капель острых краев нет. Но вообще-то преломление света в дождевых каплях нам понятно; мы хотели узнать, как в небе появляется такая красивая дуга». И тогда все учителя разными словами ответили: «Не знаю», а двое добавили: «Когда узнаешь, расскажи и мне, пожалуйста», чем заслужили солидный бонусный балл.

Насчет острых краев призмы дети были неправы: свет преломляется даже на скругленных углах. Но они совершенно справедливо сосредоточили внимание не на цветах радуги, а на ее форме. Пока вы не дадите объяснение формы, вы не поймете, почему цвета, испускаемые миллионами дождевых капель, не смазывают друг друга.

Реальная физика явления довольно сложна, хотя и была известна Декарту. Проходя через дождевую каплю, солнечный свет преломляется (и расщепляется на несколько цветов), а затем меняет направление (в результате полного внутреннего отражения) и движется обратно в сторону Солнца, причем лучи разных цветов продолжают отдаляться друг от друга. Применив кое-какую замысловатую геометрию, можно показать, что в этом случае наблюдается эффект фокусировки, так как поведение лучей, проникающие внутрь капли, зависит от точки их падения. Большая часть лучей определенного цвета концентрируется в виде «пучков», расположенных под углом около 670 по отношению к первоначальному направлению. Этот угол зависит от длины световой волны, то есть от ее цвета. Таким образом, встав спиной к Солнцу, вы увидите разноцветный букет световых лучей, которые, пройдя через дождевые капли, движутся в вашу сторону и образуют в небе дугу окружности с углом 670. Тот, кто стоит на метр правее, видит не ваши капли, а капли, соответствующие другой окружности, также расположенной на метр правее вашей.

Много лет тому назад, когда мир был еще юн, Джек учился на раввина и вырос с более-менее твердой верой в Бога, Авраама и завет между ними (Бытие, 9:13). Он восхищался радугой тогда и продолжает восхищаться сейчас. Какая замечательная идея и какой сложный способ для ее реализации. Да и разве свет не преломлялся ровно таким же образом еще до заключения завета? Теперь он видит в радуге одно из украшений материального мира процессы, которые вызывают восхищение и, на первый взгляд, кажутся маловероятными, или эволюция программы развития лягушек, которая должна справляться с сильными перепадами температуры и требует генома, который по длине превышает человеческий. Он не воспринимает их как дело рук Бога, и тем не менее, выражает свою признательность. Он действительно хотел бы знать, есть ли на свете существа, помимо людей, которые способы наслаждаться видом радуги, или испытывать наслаждение как таковое. Но радуги были «на своем месте» задолго до появления людей. Возможно, они доставляли удовольствие цивилизации крабов («Наука Плоского Мира», глава 31, «Огромный прыжок в сторону»).

То же самое касается и причинной обусловленности радуги сложная физика и результат, достойный восхищения.

Теперь подошла очередь по-настоящему сложной причинно-следственной связи включение света. Думаете, это тоже просто? Вовсе нет. Из освещенного коридора вы заходите в комнату, где есть выключатель. Дальше нейроны выполняют какие-то хитроумные действия, задействуют разные сенсорные и моторные штуки, и в результате мышцы, находящиеся в вашей руке, поднимают ее таким образом, чтобы ваш палец привел в действие выключатель. Вы нажимаете выключатель (или поворачиваете, или делаете что-нибудь еще) и замыкаете электрическую цепь. Теперь переменный ток может проникнуть в контур, соединенный с электрической лампой, в которой, вероятно, имеется нить накаливания нить мгновенно разогревается примерно до 3 000 °C, выделяя огромное количество тепла и довольно большое количество света. На ее месте могла оказаться флуоресцентная трубка или светодиодная лампа с более эффективной светоотдачей, то есть излучающая меньше тепла.

Нам нужно не только задуматься о том, как вы заставляете свой палец нажать на выключатель, но еще и понять, как электросистема может, ничего не делая, просто дожидаться того момента, когда вы приведете ее в действие.

У Джека есть друг, электрик добрый и отзывчивый парень, который поможет вам решить проблемы с электричеством, если вы ему позвоните. У этого электрика есть немало друзей и знакомых среди вузовских преподавателей, и он уже по меньшей мере три раза оказывался в следующей ситуации. Некий человек звонит ему, чтобы спросить, почему не работает электроприбор, подключенный к розетке, которую они купили и вставили в стену. И вот что выясняется, когда электрик приходит в этот дом: звонившие на полном серьезе не знали, что в стене должны быть проложены провода, которые соединяют розетку с источником электроэнергии. Они думали, что хватит одной розетки.

Эта проблема частично связана со старым разделением между гуманитарными и естественными науками, но одним из упомянутых людей был биолог. Что же такого таинственного в электричестве? Нам кажется, что проблема заключается не в самом электричестве и даже не в понимании того, как оно работает. Все дело в скрытых инвестициях. Много лет тому назад ко многим общественным зданиям были подведены газовые трубы, снабжающие топливом светильники благодаря им люди могли работать в темное время суток, когда электроснабжения еще не было налажено. Мать Джека возглавила пятый этаж старой фабрики на Миддлсекс-стрит в Лондонском Ист-Энде. Через все этажи проходили движущиеся ремни, которые вращали стержни, соединенные с ее швейными машинами, и приводились в действие огромными элекродвигателями в подвале. Когда в 1960-х Джек спустился в подвал, чтобы на них посмотреть, он был поражен тем, что еще осталось от старой гидравлической системы: вода подавалась в здание по трубам из центральной насосной станции и, выполнив свою работу, возвращалась обратно по-видимому, это происходило между 1880 и 1910 годами.

Теперь подобные капиталовложения превратились в ископаемые и уступили место электрическим кабелям; на деле источники энергии неоднократно сменяли друг друга, но для стороннего наблюдателя эти изменения оставались незаметными и проявлялось только в счетах, присланных Лондонской гидроэнергетической компанией. В распоряжении Лондонской гидроэнергетической компании находилась 181 миля чугунных труб, которые располагались под Лондоном и поставляли энергию на фабрики. Кто бы мог подумать, что мы об этом забудем? Сейчас электрические кабели в домах не лежат на виду, но раньше они представляли собой пару переброшенных через сад проводов, соединенных с местным трансформатором. Такие провода до сих пор можно увидеть во многих сельских районах, однако в британских городах и пригородах кабели, подведенные к домам, как правило, расположены под землей (в Америке и Японии это встречается реже).